富油煤热解重质焦油基泡沫炭性能研究

【目的】富油煤热解重质焦油制备石墨化泡沫材料是富油煤资源高值化利用的方式之一。【方法】为探究不同反应条件与泡沫炭性能的联系从而制备高性能泡沫炭材料,以重质焦油制备中间相沥青为前驱体,采用高温自发泡法制备泡沫炭。考察不同反应温度、升温速率和反应压力对煤焦油基泡沫炭性能的影响,最后进行Box-Behnken响应面设计实验建立二次多项回归方程,揭示泡沫炭孔隙率、导热系数与反应条件的关系。【结果和结论】结果表明:反应温度、升温速率和反应压力对煤焦油基泡沫炭性能有显著影响。泡沫炭孔隙率的最优值为72.8%,对应的条件为温度559℃、压力0.48 MPa、升温速率9℃/min,影响因素温度>压力>升温速率;泡沫炭导热系数最优值为0.219 W/(m·K),对应的条件为温度549℃、压力2 MPa、升温速率3.9℃/min,影响因素升温速率>压力>温度。经过响应面模型优化后的工艺参数可制备具有良好孔隙率及导热性的泡沫炭材料,为提升富油煤热解效率提供新方案。

重油加氢催化剂用于中/低温煤焦油加氢改质的中试研究

在3×400 mL固定床加氢中试装置上评价了重油固定床加氢催化剂(包括重油加氢保护剂、重油加氢精制催化剂和芳烃饱和催化剂)用于中/低温煤焦油加氢改质的效果。中试条件为:原料体积空速0.8 h-1(按加氢精制催化剂计算),反应压力12.0 MPa和13.5 MPa,氢油比1 200∶1,保护剂床层平均反应温度270℃,精制催化剂床层平均反应温度350℃,芳烃饱和催化剂床层平均反应温度360℃,在2个操作压力下各运转120 h。结果表明:提高煤焦油加氢改质反应压力,有利于杂原子的脱除。煤焦油经过加氢改质后,残炭、杂原子、芳烃含量大大降低,各馏分产品性质明显改善。产物中石脑油馏分含量增加,芳烃潜含量高,可作为优质的催化重整原料;柴油馏分含量基本不变,硫、氮含量低,凝点低,可作为优质的柴油调合组分;蜡油馏分含量明显降低,残炭和金属含量少,可作为优质的催化裂化原料。上述结果表明将重油固定床加氢催化剂用于煤焦油加氢改质在技术上是可行的。

重质石油中含氮化合物的形态及分布分析──高效液相色谱－气相色谱在线联用分析方法研究

研究了高效液相色谱－气相色谱（ＨＰＬＣ－ＧＣ）联用技术及其应用。采用正相微柱ＨＰＬＣ－ＧＣ联用及完全溶剂蒸发方式，分析了煤焦油馏分──蒽油，显示了微柱ＨＰＬＣ－ＧＣ联用的应用潜力。采用正相ＨＰＬＣ－ＧＣ联用结合反冲技术，分离了重质石油中的饱和烃、芳烃和极性化合物（含氮化合物等）。

毛细管气相色谱/傅立叶变换红外光谱分析高温煤焦油中的重油馏分

在原有工作基础上 ,采用毛细管气相色谱 /傅立叶变换红外光谱 -色谱保留指数 ( GC/ FTIR- RI)联合解析技术 ,研究了高温煤焦油重油馏分的化学组成。分别从重油馏分 F7( 30 0～ 330℃ )和 F8( 330～ 360℃ )中分离并鉴定出 70和 61种化合物 ,了解到不同配煤工艺对煤焦油组成与性能的影响 ,从而获得了一些有意义的结果 。

克拉玛依油田稠油热采全生命周期经济优选

克拉玛依油田稠油主要以注蒸汽方式开采。基于全生命周期原理,探讨了燃煤与燃气产生蒸汽这2种模式在内外部成本条件下的经济优劣,并测算煤与气价格变化对稠油热采效益的影响,为克拉玛依油田稠油开采以煤代气提供理论依据。

煤焦油与轮古稠油悬浮床加氢共炼工艺的研究

在间歇式高压反应釜中对轮古稠油和某煤焦油进行了悬浮床加氢裂化共处理改质的反应。反应条件为：煤焦油与稠油质量比1：3，反应温度430C。室温下氢气初压7．0MPa。反应时间60min。催化剂质量分数为200μg／g。研究表明：在氢气和分散性催化剂存在下的反应有效地抑制了生焦及产气率。增加了中间馏分油的收率。从生焦指数及生焦量来看。镍催化剂的催化加氢性能优于铁催化剂。油溶性的NiNaph催化加氢性能明显高于水溶性的Ni（NO3）2。不同的原料配比改变了反应产物分布。对稠油与煤焦油共炼产物分离，选取尾油切割点420～430℃，可以作为接近于生产90^#道路沥青的原料。

轮古稠油与煤焦油混合原料悬浮床加氢裂化研究

采用高压釜对轮古稠油和某煤焦油的混合油进行各种类型的反应研究,考察了反应条件以及催化剂浓度、稠油与煤焦油质量比、供氢剂和蜡油循环对产物分布的影响。结果表明,在氢气和分散性催化剂存在下的悬浮床加氢裂化反应较之热裂化及临氢裂化反应有效地抑制了生焦及气体产率,增加了中间馏分油收率。较适宜的反应条件为:温度430℃、时间60min、压力7.0MPa;催化剂用量150μg/g;稠油与煤焦油质量比3∶1。从生焦指数来看,镍催化剂的催化加氢性能优于铁催化剂。添加供氢剂以及蜡油循环均可抑制进料的裂化反应和焦炭的生成,最大限度地提高反应转化率。

煤焦油在浮法玻璃熔窑的应用

介绍了煤焦油作为燃料油在全国浮法玻璃生产线应用的现状,将重油与煤焦油进行了比照,提出使用煤焦油出现的问题及解决的途径,从而使该技术利益最大化,服务企业,造福社会。

平板玻璃熔窑燃料浅析

通过对目前已成功用于我国玻璃熔窑的天然气、重油、煤焦油、焦炉煤气、发生炉煤气、石油焦粉6种燃料的物化性质、燃烧状态、燃烧产物及对玻璃熔化质量的影响、对熔窑耐火材料的烧蚀、烟气含硫量粉尘量等方面进行对比分析,阐述了各自的优缺点,提出了应重视的问题,以便于玻璃企业对燃料品种作出判断和选择。

新型锅炉燃料油的研究

本文采用调和技术,以物理化学特性参数相似的高温煤焦油和重油为原料制备锅炉用燃料油,主要考察了温度、调和比、胶体磨的剪切研磨作用、煤粉添加量对燃料油粘度的影响.得出调和油粘度变换快慢的分界温度,随着温度升高调和油和油煤浆粘度降低,初步研究了物理降粘度的方法.

新疆高油煤中钠的分布及存在形式研究

基于新疆地区高油煤成煤过程中富集的大量Na等碱金属明显影响煤的热解产物产率及其利用，对高油煤代表性矿区白石湖矿区钻孔煤质数据统计的基础上，采集一采区和三采区样品进行了逐级化学萃取实验。实验结果表明，白石湖煤焦油产率与挥发分和镜质组含量均呈现正相关性，但与煤灰氧化钠含量无相关关系，煤灰氧化钠含量集中在2．5％～3．5％之间。白石湖矿区煤中钠相对富集于有机质中，且钠摩尔含量明显高于煤中氯。白石湖煤中钠的水溶形式占比80％左右，主要以氯化钠、硫酸钠和水舍离子钠等形式存在。

煤焦油馏分油对辽河稠油热生焦性能的影响

从煤焦油馏分油自身及与辽河稠油共炼生焦规律出发,利用元素分析、核磁共振氢谱、同步荧光光谱及族组成分析等方法对馏分油进行表征,研究了煤焦油馏分油对辽河稠油热生焦性能的影响。结果表明,辽河稠油掺炼煤焦油馏分油可以改善辽河稠油的热生焦性能。实验条件下,掺炼体系加权生焦率为3.3%-6.4%,实验生焦率为0.5%-5.9%,表现出良好的协同效果。不同馏分油的协同作用程度取决于馏分油的化学组成和含量。饱和烃、单环芳烃和缩合四环芳烃会促进生焦,而双环芳烃、三环芳烃和缩合双环芳烃有减缓生焦的作用。

环烷基重油与低温煤焦油共碳化制备针状焦的结构相容性

以环烷基重油(HO)和低温煤焦油(LCT)为原料,通过喹啉的萃取与改性得到不同喹啉不溶物(QI)含量的改性LCT,考察了HO和改性LCT共碳化制备针状焦的反应特性;研究了重油原料和煤焦油共碳化制备针状焦过程中的结构演化机理,并分析了出现结构不相容的原因。结果表明:LCT中的QI在碳化过程中易造成空间位阻,产生结构性缺陷结构,进而影响芳香片层间的有序堆叠;HO与改性LCT共碳化制备的针状焦结构中出现了明显的结构性分离界面;改性LCT中的QI在共碳化过程中逐渐聚集,并形成相分离界面,阻碍了各向异性大分子结构的渗透与扩散。改性LCT中QI的脱除有助于提高2种原料的结构相容性以及碳质结构的协同性演化。

高温煤焦油裂化燃料油实验研究

针对目前稠油热采消耗大量的优质燃料油,而煤焦油市场的主要产品高温煤焦油却不能直接调制燃料油的问题,采用辽宁石油化工大学研制的FSJH-Ⅱ工艺装置,在小试反应基础上,反应温度为410℃,反应压力为0.2MPa,注水量为8%的条件下,使高温煤焦油热裂化产生10.59%的气体和2.0%的焦炭。小于360℃馏分收率达30.9%,可用于调制2#燃料油;大于360℃馏分(主要产品)收率为65.9%,可用于调制锅炉燃料油。由于高温煤焦油密度大,含有大量的稠环芳烃,在加工过程中产生一定量的焦炭,从而造成反应器有一定的结焦,使生产周期缩短。

锅炉用油煤浆燃料油的研究

在以重油和煤焦油为油相制备油煤浆的研究中,重点考察了温度、煤粉性质、煤粉添加量、配比和煤粉粒度等对油煤浆黏度的影响。结果表明:随温度升高,油煤浆黏度值降低,重油与煤焦油配比(v/v)为3∶1时,油煤浆黏度下降速率为234.5mPa.s/℃,配比为7∶1时,下降速率为302mPa.s/℃。温度变化对油煤浆黏度变化影响显著;高灰分煤粉在一定程度上利于油煤浆黏度的降低;添加含碳量高的煤有利于油煤浆黏度降低;油煤浆的黏度与煤粉的粒度关系呈"N"字型,油煤浆中最佳的煤粉添加粒度为250目～300目。

煤焦油替代重油作为动力燃油的热天平分析

用微量热天平研究了煤焦油和重油的热解特性和燃烧特性,并在此基础上初步分析了用煤焦油代替重油作为动力燃料时应该注意的因素。结果显示,不能简单用煤焦油替代重油直接在重油燃烧器上燃烧,为了防止煤焦油中挥发份过早析出导致结焦积炭,进燃烧器之前煤焦油的加热应注意采用较低的加热温度和加热强度。

BRICC中低温煤焦油非均相悬浮床加氢技术

为了解决目前固定床加氢技术无法处理的硫化物、氮化物、氧化物、金属等杂原子和杂质含量较高的煤焦油类的劣质重质油的问题,阐述了BRICC(Beijing Research Institute of Coal Chemistry)中低温煤焦油非均相悬浮床加氢技术的开发背景、工艺技术路线、特点及技术进展,把现有各种煤焦油加氢技术根据特点划分为4类,分析每一类技术的优缺点,指出了BRICC中低温煤焦油非均相悬浮床加氢技术与现有其他技术的区别;用200 kg/d规模的连续运转装置的实际运行结果验证了BRICC技术的先进性:BRICC技术适合加工目前固定床加氢技术无法加工的杂质含量较高的煤焦油重质油,根据所加工油品的性质可采用不同的加工路线进行分质分级加工利用,液体产品收率高达90%以上,是目前先进的煤焦油深加工技术。

劣质重油沸腾床加氢装置扩能改造研究

介绍了煤焦油沸腾床加氢装置的扩能改造情况。结果表明,装置产能由10万t/a扩大到30万t/a,同时加工原料的适应性及灵活性得到了显著提高,产品轻质化程度提高。该项目投资约9 200万元,投资回收期约2. 5年,投资合理,见效快,对类似装置改扩建具有很大的借鉴意义。

煤焦油、生物质油与重油共减黏裂化的可行性研究

为获得经济的燃料油,论述了重油减黏裂化工艺现状及煤焦油与生物质油加工处理工艺现状,分析了煤焦油、生物质油和重油的减黏裂化机理,研究了煤焦油、生物质油与重油的共减黏裂化工艺的技术可行性。结果表明,减黏裂化工艺主要处理来自石油的重油,煤焦油和生物质油则主要靠加氢裂化来进行轻化和精制处理。煤焦油和生物质油中有机含氧化合物和氧含量明显高于来自石油的重油。煤焦油、生物质油与重油共减黏裂化可实现反应互补,利用煤焦油、生物质油中有机含氧化合物的有机含氧官能团裂解产生的氢质子和游离基碎片,可有效防止重油在减黏裂化时发生聚合反应,减轻结焦,降低燃料液体产物黏度。煤焦油、生物质油与重油的共减黏裂化不仅可提升煤焦油、生物质油和重油的品位,获得更多的轻质油品馏分,还能降低煤焦油、生物质油和重油的综合加工处理成本。

煤焦油加氢裂化复合型催化剂开发及活性评价

我国石油资源短缺,对数量可观的煤焦油进行加氢生产燃料油和精细化学品具有重要意义。在参照贵金属和铁系催化剂优点的基础上,通过多级研磨和程序升温焙烧,制备出重质油加氢复合型催化剂。以煤焦油重质油为原料,对复合型催化剂的加氢活性进行评价比较。结果表明,复合型催化剂活性高,压力对加氢活性影响不大,反应温度和反应停留时间对加氢活性影响明显,较合适的反应条件为反应温度450℃,反应压力17 MPa,停留时间60 min;复合型催化剂的加氢活性高于贵金属催化剂和铁系催化剂。煤焦油重质油经过加氢裂化后,密度和黏度明显降低,平均相对分子质量下降15.8%,H/C原子比提高,N、S等杂原子含量大幅降低,沥青质含量由36.56%降至19.31%。复合型催化剂制备方法环境友好,具有贵金属催化剂的高活性和铁系催化剂的成本低等优点,下一步应以其他重质油为原料,开展复合型催化剂的适用性研究。