水-四氢萘混合溶剂液化蔗渣的工艺研究

在间歇式高温高压反应釜中，以水、四氢萘、水-四氢萘混合溶剂为反应介质，研究了甘蔗渣直接液化制备生物油的工艺.调查了蔗渣/溶剂的固液比、液化温度、水-四氢萘混合溶剂中四氢萘含量、碱预处理对蔗渣液化效率的影响.研究结果表明，在液化温度200ц320℃范围内，单独使用水和四氢萘作为溶剂液化时最大转化率分别为68%和89%，最大液体产率分别为61%和70%，而且，水作为溶剂液化时，转化率随温度升高缓慢增加，而四氢萘液化时，在270ц280℃转化率急剧地增加（增加了30%）；当水-四氢萘混合溶剂中四氢萘含量大于50%时，蔗渣转化率均高于单独使用水或四氢萘液化，预示着水和四氢萘之间的协同作用；使用NaOH预处理蔗渣，大幅提高了以水和水-四氢萘混合溶剂为反应介质的转化率和液体产率.与蔗渣原料相比，液化产物显示了较低的氧含量（20.96%ц27.24%）与较高的热值（27.65ц30.82 MJ/kg），达到了对蔗渣脱氧和提高热值的目的.

甘蔗渣在水与四氢萘混合溶剂中的液化工艺优化实验

通过正交试验考察了蔗渣在水与四氢萘混合溶剂中液化过程的5个因素对蔗渣转化率的影响。蔗渣在混合溶剂中的优化工艺为:反应温度270℃、反应时间30 min、固液比(蔗渣与溶剂质量比)1∶6、碱浸预处理Na OH用量4%、四氢萘用量(占总溶剂质量分数)50%。各因素的影响次序:Na OH用量>反应温度>四氢萘用量>固液比>反应时间。在此工艺条件下,蔗渣转化率可达到97.9%。实验结果表明,四氢萘部分取代液化溶剂中的水,可以有效提高蔗渣液化效率,同时降低反应温度及压力,促进实验操作条件的改善。

溶剂供氢性对艾丁低阶煤直接液化低级酚生成的影响研究

低级酚的分离可提高煤炭直接液化的经济性且降低液化油后期加工的氢耗,从而增强煤炭直接液化技术的竞争力。配制不同比例的四氢萘、十氢萘混合溶剂并将其作为艾丁低阶煤直接液化的供氢溶剂,在高压釜四氢萘溶剂条件下进行艾丁低阶煤直接液化对比实验,以考察对低级酚生成的影响。研究结果表明:四氢萘与十氢萘比例为1∶1时,因溶剂供氢能力不足,煤液化反应发生结焦现象;当四氢萘与十氢萘比例为3∶1时,虽混合溶剂的供氢性比四氢萘溶剂降低,但反应取得了较好的效果,相比较完全四氢萘溶剂条件下粗酚产量能(IBP^230℃)明显提高,低级酚产量几乎相同,不同种类的低级酚产量略有差别,油产率、转化率出现了一定程度的上升,气产率略有下降。艾丁低阶煤加氢液化产物中的低级酚包括苯酚、邻甲酚、间甲酚、对甲酚、2,3-二甲酚、2,4-二甲酚、2,5-二甲酚、2,6-二甲酚、3,4-二甲酚和3,5-二甲酚,而十氢萘的加入虽减弱溶剂的供氢性,但未对低级酚产量产生明显影响。

供氢组分对氢转移反应的影响

在催化裂化汽油中掺入供氢组分可强化氢转移反应,从而降低汽油的烯烃和硫含量,并改善产品分布。本研究考察了不同供氢组分及其掺入率、反应温度、催化剂的酸性对氢转移反应的影响。结果表明,四氢萘为合适的供氢组分,四氢萘通过降低反应活化能来强化氢转移反应;提高反应温度有利于提高四氢萘的供氢能力,但温度高于450℃后,四氢萘裂化倾向加大;催化剂的酸性对供氢组分的选择性供氢有影响,合适的酸量和酸密度有助于促进供氢组分参加的氢转移反应。

塔河渣油中沥青质临氢裂解性质及其钒分布研究

以塔河渣油中沥青质为研究对象,进行元素组成、红外光谱、热重和1 H-NMR等分析,考察了温度、氢初压、供氢溶剂加入量、压力、芳香分和胶质等因素对沥青质临氢裂解性质影响及钒分布。结果表明:当反应温度高于430℃时,沥青质裂解产生的大分子自由基由于供氢能力不足而得不到稳定,导致缩聚反应加剧;提高溶油比与氢初压,均能促进沥青质的裂解,抑制其缩合反应。在反应温度430℃、供氢溶剂四氢萘与反应物质量比2.0、氢初压4.0MPa条件下,沥青质的裂解率和甲苯不溶物产率分别为55.69%和41.69%,钒在甲苯不溶物中的分布比例为98.92%。在该条件下,当芳香分和胶质占反应物的50%时,沥青质反应的甲苯不溶物生成率与沥青质单独加氢裂解时相比,分别降低8.31和5.55百分点,且钒在甲苯不溶物中的分布比例降幅小于5%。

沙柳在混合供氢溶剂中的液化工艺及产物特性

采用单因素和正交实验,考察了沙生灌木沙柳在苯酚和四氢萘混合供氢溶剂中液化的反应时间、反应温度、催化剂用量、苯酚用量和四氢萘用量等工艺参数对液化产物残渣率的影响,得到沙柳在混合溶剂中的最优化工艺是:反应温度120℃,反应时间2 h,催化剂(98%的浓硫酸)1 m L,苯酚15 g,四氢萘5 m L,此条件下的液化率可达97.51%。各因素影响次序为:反应温度>反应时间>催化剂用量>四氢萘用量>苯酚用量。不同反应时间下的沙柳液化液体产物红外谱图表明,在反应时间30 min前产生新峰,在30 min后谱图特征相同;固体残渣红外谱图表明,沙柳组分中的木质素和半纤维素首先发生了降解,木质素结构单元中的酚醚键断裂先于木质素芳香核之间的碳碳键的断裂,且液化反应的最终固体残渣中含有吡喃糖环和缔合羟基;液化固体残渣热重分析表明,产物中的有机质随液化的进行逐步减少,且热分解反应分为2个阶段,表现出明显的阶段性。