昭通褐煤催化热溶解聚及其可溶物组成和结构特征

温和热溶是从褐煤获取可溶有机质的有效途径,然而传统热溶过程可溶物收率较低。通过共沉淀法制备了一系列Al_(2)O_(3)负载金属催化剂,考察了昭通褐煤在异丙醇中的热溶和催化热溶行为。采用XRD、H_(2)-TPR、TEM和XPS研究了催化剂的物理化学特征,利用GC/MS、FTIR和MALDI-TOF-MS分析了热溶和催化热溶可溶物的组成和结构特征。结果表明,NiCu/Al_(2)O_(3)对昭通褐煤的催化热溶活性优于其他催化剂,该催化剂中活性组分以NiCu合金的形式存在,且Ni与Cu之间存在相互作用。热溶与催化热溶可溶物收率均随温度升高呈先上升后下降的趋势,320℃可溶物收率最高,分别为27.69%和50.54%。催化剂的引入可提高昭通褐煤可溶物中油、沥青烯(AS)和前沥青烯(PAS)收率,其中油和PAS的收率提升相较AS更明显。酚类化合物是非催化热溶衍生油的主要族组分,相对含量达到64.44%,而催化热溶衍生油主要由芳烃、酚类、醇类和酮类化合物组成,说明催化剂促进了可溶有机质碎片中共价键的断裂和酚类化合物加氢。与非催化热溶得到的AS和PAS相比,催化热溶得到的AS和PAS分子量分布范围窄,且FTIR谱图中羟基和醚键对应的吸收峰变弱或消失,说明催化热溶促进了C—O键加氢裂解。催化热溶可在相对温和的条件下从煤中直接高收率获取可溶有机质,研究结果为从褐煤直接获取化学品技术的开发提供参考。

昭通褐煤氨解可溶化转化及热溶物中氧和氮的赋存形态

褐煤碳含量高且富含氧、氮等杂原子,是制备炭材料的重要原料。但由于褐煤可溶有机碳含量低,杂原子分配无规律,导致以褐煤为原料制备炭材料面临诸多挑战。因此,亟需实现褐煤的可溶化转化。本研究以氨水为溶剂,旨在温和条件下,同步实现昭通褐煤的可溶化和褐煤热溶物中氧和氮的调控。实验结果表明,在氨水质量分数15%、温度160℃条件下反应3 h,热溶物收率最高为76.66%,昭通褐煤表现出良好的热溶效果。基于对热溶物的表征和分析,发现氨解在一定程度上改变了煤中的大分子结构,表现为氨基与羟基置换,或与部分羧基、羰基直接反应生成有机态氮。对比发现,原煤中氮元素赋存形态以季氮和吡咯氮为主,而可溶物中氮元素赋存形态以氨基氮和吡啶氮为主,表明褐煤氨解热溶过程产生了氨基或酰胺基。

氯化物型盐湖卤水热溶法50万t/a氯化钾工艺计算模型

文章利用相图Na^(+)、K^(+)、Mg^(2+)//Cl^(-)—H_(2)O四元水盐体系理论数据和类似项目采集的工艺数据相结合,基于物料平衡原理,建立了一种由盐湖卤水热溶法生产氯化钾工艺系数物料平衡的计算模型,并以西部某盐湖卤水热溶法生产氯化钾为对象进行应用和分析,证明该计算模型设计合理,简单明了,可操作性强。

煤热溶技术及热溶物在配煤炼焦过程中的应用

煤热溶是近年发展起来的一种高效洁净煤技术。煤的热溶物因具有灰含量极低、热值高、热塑性好等特性,受到越来越多的关注。本文首先简述了煤热溶过程和热溶物的制备方式,指出不同制备方式优缺点的同时,介绍了热溶工艺在工业化方面的最新进展;然后详细分析了煤种特性、热溶溶剂、热溶温度等因素对热溶物收率及品质的影响,认为应遵循"因煤而异"的原则对热溶过程进行调控。基于热溶物良好的热塑性,着重介绍了热溶物在配煤炼焦过程中的应用。在配煤中添加一定比例热溶物可显著改善焦炭冷热态性能,提高焦炭质量;此外,热溶物在配高硫煤炼焦过程中对硫分的定向调控作用也应予以关注,这对节约优质炼焦煤资源具有重要的意义。而降低生产成本、提高热溶收率是解决热溶物工业化制备及应用的关键。

先锋褐煤热溶及热溶物红外光谱表征

利用高温热溶装置研究了不同溶剂中先锋褐煤热溶性能,并对热溶物和热溶残煤分别进行了红外光谱表征。结果表明,先锋褐煤以化学交联大分子结构为主,非共价键缔合低分子化合物含量较低;虽然高温热溶可以显著提高热溶效率,300℃甲苯和四氢萘溶剂中热溶率达到20.7%和21.3%,但是以热断裂煤结构中的非共价键作用,促进低分子化合物溶解为主;300℃热溶过程中不存在明显热解反应,供氢溶剂及氢键型溶剂作用不明显;先锋褐煤热溶物中含有丰富的脂肪结构和羧酸酯,羟基和芳香结构含量较低;热溶溶剂明显影响热溶物结构与组成。

神府次烟煤在不同温度下的热溶产物表征

利用 FT－IR、热重、GPC 以及同步荧光分析等对神府次烟煤在不同温度条件下的1－甲基萘热溶物和热溶残煤进行了表征。结果表明，热溶物中含有较多的脂肪结构，灰分几乎全部转移至残煤中；热溶残煤与神府原煤的热失重特性存在明显差别；在300～360℃，随着温度升高，热溶物数均分子量呈增加趋势，进一步提高温度，分子量减小；热溶物缩合芳环数随着温度升高而增加。据此表明，在低于煤初始热解温度下神府次烟煤的热溶主要以溶剂化作用破坏煤中的非共价键为主，其中，酮、酯等轻质组分易于脱除；而高于煤初始热解温度的热溶过程则伴有侧链和桥键等弱共价键断裂的热解反应和自由基缩聚反应，热溶物中三环等稠环芳香结构增加。

先锋褐煤及其热溶残煤的过氧化氢氧解

利用1-甲基萘(1-MN)对先锋褐煤进行热溶,并在温和条件下分别对原煤及其热溶残煤进行过氧化氢氧化。结合元素分析和FT-IR对各级产物进行结构表征,用GC/MS对氧化反应水溶性产物的甲酯化衍生物进行分析。结果表明,先锋褐煤在1-MN中的热溶率较低,320℃下热溶残煤(TR)的收率为81.01%,该煤主要以共价键交联的大分子结构为主,非共价键缔合的小分子含量较低,并以脂肪结构为主,含一定量的羰基以及少量的羟基和芳香结构。原煤和热溶残煤氧化水溶性产物中α,ω-二羧基烷酸含量较高,同时还发现,相当含量的芳香酸及三元羧酸存在,其中,α,ω-二羧基烷酸主要以丙二酸和丁二酸为主;原煤中可溶小分子易被氧化并生成较复杂的产物。与原煤相比,热溶残煤结构更为规整,氧化主要以共价键交联的大分子结构的氧化解聚为主,氧解率较低,水溶性氧解产物也较简单,种类较少,据此推测先锋褐煤的桥键主要以为-CH2-和-CH2-CH2-为主。

煤直接液化中油煤浆热溶产物的变化

在高压釜中用不同溶剂在不同温度下(250～370℃)考察了神华煤、新庄煤和Wester holt煤热溶产物的变化.结果发现:这3种煤的热溶行为不同,故热溶产物的组成也不同.神华煤以前沥青烯为主,随温度升高,神华煤热溶产物沥青烯生成量变化较为平稳,而前沥青烯生成量逐渐上升,到370℃时前沥青烯的生成量已增加到19 9%.新庄煤在低于310℃时两种中间产物相差不大,在高于310℃以后,沥青烯的生成量增加很快,逐渐占主导作用,其中间产物以沥青烯为主.Westerholt煤的热溶行为与新庄煤类似.采用红外光谱、固体核磁共振对神华煤及其热溶中间产物与抽余煤分析可知,神华煤经热溶处理后,脱除了一些含氧官能团以及某些脂肪烃结构,此外还发现热溶中间产物、抽余煤与原料煤的基本有机结构相似,表明热溶中煤的主体结构尚未发生变化.

以低阶煤及生物质热溶萃取物为前驱体制备炭纤维（英文）

采用热溶剂萃取法从低阶煤和生物质废弃物中获得了一种萃取物,此萃取物收率高达61%,在100℃左右开始软化。然后以此萃取物为前驱体,通过热熔纺丝-有机溶剂处理-缓慢氧化-炭化的方法制得了炭纤维。通过元素分析、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、电子显微镜(SEM)等对炭纤维的形貌结构、物相组成等进行了表征分析,结果表明此炭纤维的基本性质与商业炭纤维相似。本方法是一种具有一定实际可行性的炭纤维制备新途径。

神府煤与稻杆共热溶研究

研究了神府煤与稻杆在1-甲基萘溶剂中不同温度下的共热溶行为。相对神府煤，稻杆单独热溶时具有更高的热溶率，表明其具有较好的热溶活性。但稻杆的热溶过程中产生大量的挥发性气体，导致其热溶率和热溶物产率之间的较大差异。神府煤单独热溶时，其热溶率与热溶物产率之间的差异相对较小。神府煤与稻杆的共热溶表明，两者之间存在协同效应，并且该协同效应受温度的影响显著。在热溶温度为320~340 ℃时，对热溶物产率而言具有正的协同效应，也即其热溶物产率的实验值大于通过神府煤与稻杆单独热溶时热溶物产率经质量加权平均计算得到的理论值。在研究的热溶温度范围内，共热溶的热溶率实验值均低于质量加权平均的理论计算值。相对于理论计算值，在320 ℃时热溶物产率的实验值增加达到最大，为7.9%。此外，通过对热溶物的性质表征，还进一步探讨了共热溶过程中的协同作用机理。

煤的热溶及其热溶物的应用研究

煤的热溶技术为煤的高效、洁净利用提供了新途径。介绍煤热溶技术及煤热溶物应用研究方面的进展,综述溶剂、温度、添加剂及煤样预处理等对煤热溶性能的影响;基于煤催化裂解的研究基础,对煤的催化热溶及催化剂选择进行探讨;依据煤热溶物热塑性高、黏结性强、灰分含量低以及反应活性高等特性,探讨其在配煤炼焦、煤基燃料及煤基纳米碳材料等方面的应用。结果表明:溶剂、温度和添加剂可破坏煤大分子结构中非共价键和弱共价键,松弛煤网络骨架结构,进而促进煤的热溶,提高煤热溶物产率。其中:极性溶剂特别是如吲哚等含氮有机化合物,能够诱导煤大分子网络结构松弛;适宜的热溶温度可不同程度断裂煤中非共价键和弱共价键;添加剂可破坏煤的缔合结构。酸碱预处理可部分脱除煤中灰分、破坏煤大分子结构中的离子键,水热处理可部分破坏煤中氢键。

热溶结晶法生产七水硫酸镁工艺实验研究

以中国西北地区某硫酸盐型盐湖矿厂硫酸钾镁肥车间浮选尾矿为原料,研究了热溶结晶法生产七水硫酸镁工艺。该工艺克服了传统浮选法工艺的缺陷,缩短了工艺流程,降低了生产成本,提高了七水硫酸镁产品品位。讨论了该工艺的各种影响因素,并确定了最佳工艺参数和条件。采用该工艺可以生产出符合国标一等品要求的工业七水硫酸镁产品。

胜利褐煤和小龙潭褐煤在甲醇中的热溶及热溶物分析

研究了胜利褐煤(SL)和小龙潭褐煤(XLT)在甲醇中的热溶行为,并利用傅里叶变换红外光谱、气相色谱/质谱(GC/M S)和大气压固体分析探针/飞行时间质谱(ASAP/TOF-M S)对320℃热溶物的组成和结构特征进行了分析。两种褐煤热溶物产率均随温度升高而增加,但240℃后XLT热溶物(SPXLT)产率明显高于SL热溶物(SPSL)。GC/MS分析表明,两种褐煤热溶物以含氧化合物为主,尤其酚类的相对含量超过49%;与SPXLT相比,SPSL中烯烃、芳烃、醚类、羧酸、酯类和有机硫化合物(OSCs)含量较高,而烷烃、酚类、酮类和有机氮化合物含量较低;SPSL中的OSCs以噻吩为主,而SPXLT中的OSCs以硫醇为主。ASAP/TOF-M S可检测出热溶物中大量GC/M S无法检测出的较强极性和难挥发化合物;与SPXLT相比,SPSL中CHO和CHS族分含量较低,而CHN、CHNO、CHOS、CHNS和CHNOS族分含量较高;两种褐煤热溶物中化合物的碳数和双键数(double bond equivalent,DBE)主要分布在3-15和0-10,SPXLT中化合物的碳数和DBE分布相对集中。

褐煤在离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐中热溶及热溶产物的分离与分析

基于离子液体对煤的高效解聚性能,对先锋褐煤(XL)、锡林郭勒褐煤(XLGL)和胜利褐煤(SL)在离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([Bmim]Cl)中的热溶性能进行了研究。同时,对XL在离子液体[Bmim]Cl中的热溶产物进行了分离,并对分离所得各组分进行了分析表征来研究褐煤的结构信息。研究发现,在相同条件下离子液体[Bmim]Cl对不同褐煤的萃取性能显著不同,其顺序为XL>SL>XLGL。先锋褐煤离子液体热溶物可分离为丙酮可溶物、吡啶可溶物和吡啶不溶物,其中,丙酮可溶物(AS)为15.9%、吡啶可溶物(PS)为56.0%、吡啶不溶物(PI)为28.1%。分析表明,丙酮可溶物中含有长链的脂肪化合物及部分三环、四环等芳香化合物,吡啶可溶物和吡啶不溶物中大多以三环及五环芳香化合物的形式存在。

胜利褐煤在乙酸乙酯中热溶物的化学组成与热溶机理分析

在300℃下,胜利褐煤在乙酸乙酯中热溶2h,对所得热溶物进行了气相色谱/质谱联用（GC/MS）和实时直接分析离子源/离子阱质谱（DARTIS/IT-MS）分析.GC/MS共鉴定出127种有机化合物,包括芳烃、酚类、烷烃、烯烃、脂肪酸乙酯及含氮有机物等,其中芳烃和酚类含量较高,特别的是检测到一系列的直链烷基苯（LABs）.LABs与煤大分子骨架存在着强的π-π相互作用及相互缠绕,常温下难以萃取.由于乙酸乙酯具有π电子和n电子,在加热条件下可有效削弱煤中的非共价键作用;同时,乙酸乙酯能与煤中的脂肪酸反应生成脂肪酸乙酯,还可以定向打断煤中的酯键.DARTIS/IT-MS分析表明,热溶物的分子量主要集中在170~530之间,最高达740,且成正态分布.

大同煤温和超临界热溶-炭化耦合转化过程研究

为了实现低阶煤的分级提质高效综合利用,以大同煤为原料,利用温和超临界热溶-炭化耦合技术对其处理,获得热溶油和高比表面积活性炭材料,采用SEM、XRD、FT-IR对活性炭进行表征,并评价其对亚甲基蓝的吸附性能。结果表明,煤的热溶率达到26. 23%,热溶残渣炭材料和大同煤炭材料的收率分别为45. 95%和46. 87%;热溶残渣炭材料最高吸附量达到1 340 mg/g,对亚甲基蓝的脱除率达到95. 7%;而大同煤炭材料最大吸附量仅为1 040 mg/g,对亚甲基蓝的脱除率为74. 3%。说明通过温和超临界热溶-炭化耦合技术不仅可得到一定数量的热溶油,热溶残渣还可在中低温条件下制备高比表面积活性炭材料,该材料对亚甲基蓝的吸附性能优于普通活性炭。

嗜热溶胞菌对青霉素菌渣生物减量化试验研究

中国已经成为了世界上抗生素原料药生产的主要国家之一,青霉素菌渣产生量大、不易处理,而且是危险固体废物,为减少其对环境的危害,对其嗜热溶胞菌生物减量化进行了研究,考察了温度及嗜热溶胞菌液含量对其减量化效果的影响。实验结果表明:嗜热溶胞菌能有效提高菌渣胞内有机物的溶出,接种10%嗜热溶胞菌,在50、60和70℃下SS、SCOD和NH_4^+-N的结果表明:60℃条件下减量效果最好,SS去除率达到32.47%,SCOD由1 015 mg/L增长到1 714 mg/L,NH_4^+-N增量最高,达2.71 mg/L。接种0%、5%、10%、15%和20%嗜热溶胞菌在60℃下SS、SCOD和NH_4^+-N的结果表明:菌液含量为5%时,SS去除率较高,SCOD最大值达1 726 mg/L,加菌下的NH_4^+-N浓度要高于未加菌下的NH_4^+-N浓度。可见,在适宜的条件下,嗜热溶胞菌对青霉素菌渣具有减量化效果,且在60℃,菌液含量为5%时减量效果最佳。

涤纶织物的热溶染色

试验自制液体分散染料183和黏合剂,再添加适量的增稠剂和防泳移剂,配制涤纶热溶染色溶液。考察了染色工艺和皂洗工序对织物K/S值、匀染性和色牢度的影响。结果表明,当黏合剂HD质量分数为2%、增稠剂PTF-A质量分数为0.3%、防泳移剂MP质量分数为2%,190℃焙烘60 s时,织物能获得较好的K/S值和匀染性,且色牢度优良。黏合剂HD和增稠剂PTF-A有利于提高K/S值和降低染色不匀度,防泳移剂MP能提高匀染性。

老挝钾盐矿热溶结晶生产大颗粒氯化钾研究

本文以工业结晶及相图理论为依据,采用冷分解分级—热溶冷却结晶工艺处理老挝钾盐矿生产大颗粒氯化钾。主要研究了热溶结晶过程各因素对氯化钾产品粒度的影响,实验表明:搅拌速率、降温速率及晶种对氯化钾结晶产品粒度及粒度分布都有显著影响,而养晶过程对氯化钾结晶产品粒度及粒度分布的影响比较小。在搅拌速率为200r/min、降温方式为温和的优化降温曲线降温、晶种0.04g的条件下,得到的氯化钾产品平均粒度达0.75mm,产品质量达到GB6549-2011中Ⅰ类优等品标准。

西藏湖区现场热溶冷结晶法提钾实验研究

本文以西藏当雄错盐湖为例,基于湖区独特的地热资源和冷资源,采用热溶冷结晶法在现场对日晒蒸发卤水获得的钾石盐矿进行分离提纯实验研究。实验考察了三个热溶温度和三个冷却温度。结果表明,热溶冷结晶法可以显著提高氯化钾的品位,当冷却温度一定时,热溶温度越高,氯化钾的分离提纯效果越好。同时,以Na+、K+/Cl--H2O三元体系相图为理论指导,讨论和验证了湖区现场自然条件下的热溶变温冷却实验结果,进一步明确了工艺优化的方向,为我国西藏高原碳酸盐型盐湖卤水钾资源的开发利用提供基础数据和工艺参考。