基于预加氢的煤焦油重质馏分油供氢性能研究

对煤焦油重质馏分油进行预加氢处理,利用红外光谱、核磁共振和元素分析等方法,从分子结构角度深入探讨煤焦油重质馏分油的理化性质和供氢性能的变化规律。结果表明:通过预加氢处理,煤焦油重质馏分油的芳碳率(f_a)由加氢前的0.89下降到加氢后的0.80,芳环取代度(σ)由加氢前的0.12提高到0.20,供氢指数(PDQI)由3.21mg/g提高到4.02mg/g;预处理后的煤焦油重质馏分油在煤油共炼中的氢耗由4.03%下降到3.74%,转化率和油产率均得到提高,产物油中的沥青质含量明显下降,油品质量明显改善。

我国典型重质油供氢及热解性能

为提高我国重质油资源的利用率,促进重质油高效转化以获取更多汽油和柴油等轻质油品,对我国5种典型的劣质重质油进行物化性质分析、核磁共振分析以及热重天平试验,评价了重质油的常规性质、供氢性能和热解性能。结果表明,煤基重质油的密度高于石油基重质油,高温煤焦油的密度最大,为1 169 kg/m^3;5种重质油的黏度差别较大,其中减压渣油的黏度最大,高温煤焦油黏度最小,80℃时黏度为65.50 m Pa·s;石油基重质油的H/C原子比高于煤基重质油,常压渣油的H/C原子比最高,为1.71。5种重质油的芳香分和胶质占大多数。高温煤焦油的芳碳率最高,达到了0.903,常压渣油的芳碳率最低,仅为0.260;重质油的适宜裂化反应温度在430~470℃。

煤直接液化循环溶剂供氢性影响因素研究

在煤直接液化生产中,循环溶剂供氢性能的强弱对煤炭转化及油品收率发挥着关键作用,通过试验研究发现,在液化混合重油加工循环溶剂过程中,调整反应压力、反应温度、反应空速、催化剂活性等参数对循环溶剂供氢性能均有较大影响,尤其是反应压力、反应空速的影响更为显著。此次试验研究结果可有效指导工业生产,最大化地提高循环溶剂的供氢性能,从而间接提高煤直接液化的油收率,增加煤制油的经济效益。

掺兑蒽油加氢制备煤直接液化循环溶剂

在煤直接液化循环溶剂加氢原料中掺兑煤焦油蒽油,采用300mL固定床加氢实验装置考察蒽油掺兑量对循环溶剂性质的影响;采用0.5L高压釜煤液化实验考察蒽油掺兑量对煤液化反应的影响。结果表明,在相同的加氢条件下,在煤直接液化循环溶剂加氢原料中掺兑5%(质量分数)的蒽油,循环溶剂的芳碳率(fa)降幅3.37%,供氢指数(PDQI)增幅3.68%,供氢性能得到提高,但加氢反应氢耗增加,循环溶剂密度、黏度及硫、氮含量增大。采用此循环溶剂进行煤液化时,煤的转化率提高了0.15%,煤液化油收率增加了0.98%。随着蒽油掺兑质量分数的增加,循环溶剂供氢性能逐渐减弱,煤液化转化率和液化油收率逐渐减小,循环溶剂密度、黏度及硫、氮含量持续增大。

煤直接液化重质产品油的催化加氢实验研究

在30mL油品加氢实验装置上,进行煤直接液化全馏分油中重质油(>320℃)加氢实验,考察反应温度、压力和体积空速变化对加氢生成油物性的影响.结果表明,油品的脱硫率和脱氮率与反应温度和反应压力成正比,与体积空速成反比;升高反应温度和反应压力或降低体积空速,都有利于加氢油品中单环芳烃和双环芳烃质量分数的增加、多环芳烃质量分数的减少.计算得到的油品供氢指数(IPDQ)增加,从而溶剂供氢能力增加.不同加氢条件下得到的油品物性表明,反应温度为380℃,压力为19MPa,体积空速为0.8/h时,得到的重质馏分油作为煤液化循环溶剂使用时供氢性最好.

煤直接液化循环溶剂加氢稳定试验研究

在300 m L加氢试验装置上进行加氢稳定试验,考察了反应压力对煤直接液化循环溶剂性质的影响,并通过0.5 L高压釜煤液化试验,考察了煤在不同加氢深度循环溶剂中的液化效果。结果表明,随着溶剂加氢反应压力的升高,循环溶剂密度、黏度及氮含量递减,氢碳原子比及供氢指数递增,循环溶剂性质得到改善,供氢性能得到提高,从而促进煤的转化率和油收率提高。当加氢反应压力由12.5 MPa升至19.3 MPa时,煤的转化率从87.21%提高到88.40%,液化油收率从51.62%提高到55.58%。

煤直接液化循环溶剂加氢研究

为研究煤直接液化循环溶剂加氢反应规律并进行过程优化,以0.1 t/d连续装置获得的液化重油为原料,利用100 mL/h固定床连续装置进行了加氢试验,探讨了溶剂加氢体系的产物分布特征,考察了不同工艺参数对循环溶剂性质与结构组成的影响规律,利用500 mL高压釜进行了不同加氢深度的循环溶剂与淖毛湖煤液化性能验证。结果表明,在360~380℃,制备循环溶剂的加氢体系C_(1)~C_(3)气体产率不足0.2%,油产率接近100%,主要发生氧氮硫杂原子的部分脱除和芳烃的部分饱和反应,具有浅度裂化的反应特性,加氢产物保持了大比重和高芳烃的结构特征。在合适的温度范围内适度降低空速,可使更多的氢气进入溶剂内部,改变溶剂中芳烃-环烷烃-链烷烃的分子结构分布,特别是单双环芳烃的比例,有利于提升循环溶剂的供氢性能。在380℃,15 MPa和空速1 h^(-1)条件下生成的循环溶剂中烷基苯、环烷基苯、二环烷基苯以及双环芳烃数量最多,供氢指数最大,与淖毛湖煤在400℃,17 MPa,60 min缓和的条件下加氢液化的转化率可达93%,油产率59%,呈现出良好的转化特性和反应效果,实现油产率最大限度的提升。