煤直接液化用煤煤岩组分分布特性及油收率研究

研究了煤直接液化煤粉粒度与煤岩组分的分布关系、煤粉中煤岩组分的旋风分离富集效果及煤岩组成对煤直接液化油收率的影响。结果表明:煤直接液化煤粉的粒径与镜质组含量呈正相关,煤粉粒径越大,其镜质组含量越高;通过自制的固-固分离旋风分离器可以有效富集煤粉中的镜质组,在典型的实验条件下,保证富镜质组煤粉回收率为70%左右时,其镜质组体积分数分别从56.44%、58.07%提高到65.36%、64.74%,分别提高了8.92和6.67个百分点;与煤粉原样相比,旋风分离得到的富镜质组煤粉在高压釜中液化反应的油收率提高了2.91个百分点;总体来看,经过旋风分离富集得到的富镜质组煤样的液化性能优于煤粉原样。

煤直接液化工艺最佳转化率及收率

煤直接液化工艺中的主要工艺变量是反应器温度、反应器操作压力、空速等,而煤直接液化工艺的主要性能特征为煤转化、渣油转化、气体产率和液体产率。通过分析影响煤直接液化工艺反应变量,根据煤直接液化工艺反应在一定反应温度、反应压力下,探讨煤直接液化工艺不同运行负荷煤粉转化率、液体收率、气体收率、沥青收率的最佳运行条件,同时通过不同试验数据综合分析,最终得出适合煤直接液化工艺工业化装置运行的最佳条件。煤直接液化工艺反应在相同反应温度、反应压力下,煤粉转化率随着物料地停留时间增加而增大,液体收率随物料停留时间增加而增大,煤中液体产量随负荷的增大而增大,气体收率随物料停留时间增加而增大,沥青收率随物料停留时间增加而增大,综合能耗随煤直接液化工艺装置负荷的增大增幅不大。在相同反应温度、反应压力下,煤直接液化工艺最佳转化率和收率为煤直接液化工艺装置60%负荷(干煤粉空速0.22 t/(h·m^(3)))。煤直接液化工艺装置工业化运行,需保证一定的产能和经济效益,除考虑转化率和各收率尽可能高的情况下,还需考虑综合能耗和煤中生成目标产物的产量。综合分析,在反应温度、反应压力一定的情况下,煤直接液化工艺装置运行负荷(干煤粉空速0.3 t/(h·m^(3))以上)较高时,经济效益较高。

助剂改性FeOOH及其煤直接液化催化活性

采用共沉淀法分别引入Si、Al、La、Ca、Mg、Zr、Cu、Ni和Co 9种助剂元素对Fe OOH催化剂改性,借助BET、XRD、SEM手段表征各助剂对催化剂微观结构、晶相和形貌的影响,在0.5 L高压釜内测试各催化剂对神东煤的直接液化催化活性。结果表明,引入Si、Al、Ca、Zr、Ni、Co能改善催化剂比表面积和分散度,分别提高煤液化油收率0.7-2.7个百分点;Ni和Co为最优助剂,Mg没有促进作用,Cu、La降低了油收率。研究表明,Al、Ca、Zr是通过结构支撑改善催化剂的织构性质,促进生成易于转化为活性相的小晶粒γ-Fe OOH,Ni、Co主要起到电子型助剂作用,通过强化对氢气的活化,促进煤的转化,提高油收率。

义马煤直接液化性能的研究

利用高压反应釜,采取程序控制升温的方法,以义马煤为原料,循环油为溶剂,Fe2O3为催化剂和S为助催化剂,在不同反应时间、温度和初始氢压下,测定了义马煤直接液化效果的影响因素.结果表明,随着温度升高,转化率呈减小趋势,而油产率随着反应温度的增加呈现出先增加后减小的趋势,在380℃时油产率达到最大值;随着初始压力的增加,转化率和油产率都有所增加,但增加幅度很小,在9 MPa时油产率达到最大值;随着反应时间的增加,转化率和油产率都有所增加,在120 min时油产率和转化率均达到最大值.

高分散Mo基催化剂煤直接液化催化性能

为了提高钼基催化剂的煤直接液化催化性能和工业应用的可能性,研究了含钼化合物粉体催化剂性质与煤直接催化性能的关系,制备出高稳定性的三氧化钼油浆催化剂和两种高活性的钼铁复合催化剂。结果表明,含钼化合物的催化活性主要与分散性和晶粒度相关,纳米级三氧化钼活性高,微米级含钼化合物活性低;通过高速剪切和分散剂的锚固作用,纳米三氧化钼粉体能更好地分散于溶剂油中并保持长时间稳定,催化活性也得到显著提高;浸渍法和共沉淀法制备的钼铁复合催化剂中的钼元素处于高度分散状态,钼铁复合催化剂在煤直接液化中展现出协同催化作用,相比Fe催化剂油产率提高了4.5%~5%。

神华煤直接液化油煤浆常温流变特性研究

研究了常温放置不同时间神华煤直接液化油煤浆随存放时间、测定温度、剪切速率的不同流变特性的变化规律,并分析了可能的原因.结果表明,常温放置不同时间,在相同温度和相同剪切速率下,油煤浆的黏度与油煤浆常温放置时间关系不大;相同的存放时间和相同的剪切速率,油煤浆黏度随着温度的升高而下降;在相同的存放时间、相同的温度和不同剪切速率下,油煤浆黏度随着剪切速率的增加而升高.

Mo修饰的钼铁复合催化剂及其煤直接液化催化性能

分别在Fe催化剂制备的沉淀、氧化和干燥阶段引入Mo合成了五种Mo修饰的钼铁复合催化剂,调控了Mo和Fe的结合形式。利用XRD、SEM、TEM、BET、XRF、XPS和H_(2)-TPR对催化剂进行表征,在500 ml高压釜内进行神华上湾煤的直接液化实验。结果表明,钼铁协同催化作用促进了氢的活化和煤的分解,Mo修饰的复合催化剂的煤直接液化活性明显提高。Mo在催化剂表层分布有利于活性氢在工业循环溶剂和沥青类物质中的传递,促进沥青转化为油。Mo与Fe共沉淀会影响铁氧化物晶体形成和生长,使晶粒尺寸下降,比表面积和可还原度升高。Mo从氨水中引入形成均匀分散的小晶粒Mo-Fe复合化合物,液化油产率提高4.4%。浸渍引入Mo不改变铁氧化物结构,但Mo富集于催化剂表面提高了与反应物的碰撞概率,液化油产率提高5.0%。

论煤岩组分的液化性能

通过高压釜在溶剂和催化剂条件下对煤的加氢液化试验,探讨了低煤级煤中煤岩组分的液化性能。结果表明,在不同宏观煤岩成分的液化试验中,转化率和油产率表现出镜煤>亮煤>暗煤>丝炭;对于显微组分的液化,不仅镜质组和壳质组具有反应活性,半镜质组也有一定活性,且活性组分(镜质组+半镜质组+壳质组)含量与液化转化率、油产率表现出良好的正比关系。低煤级煤中,Rmax<1.50%的半丝质组分在液化时有反应活性,其活性低于同一煤中的半镜质组,而Rmax>1.50%的惰质组分已不具反应活性。

神华煤直接液化示范项目的进展及发展方向

简述了神华煤直接液化技术的工艺流程、特点及技术优势,介绍了神华煤直接液化示范项目的最新发展情况、取得的主要成果,并将石脑油、汽油、柴油主要产品具备的特性与国标进行了对比。针对如何进一步提高该项目整体经济效益,提出了在稳定煤质、提高溶剂供氢性、残渣综合利用、高附加值产品开发和设备国产化等方面,今后要研究的重点和方向。

中国煤炭直接液化优选煤种的油收率极限

中国煤炭直接液化优选煤种划分为三组 ,计算出每一个优选煤种的镜质组 +壳质组组分和惰质组的转化率 .在此基础上计算了高限油收率和低限油收率 .低限油收率与镜质组 +壳质组组分的质量分率大致呈现线性关系 .

提高煤直接液化油品收率研究

本文针对目前煤直接液化项目煤转化油品收率偏低、煤直接液化项目经济性相对较差的问题,提出从煤粉原料、催化剂活性组分、溶剂油供氢性、反应条件、减底油品拔出等方面研究,调整操作,摸索最佳工艺条件。通过摸索研究,固化最佳工艺条件,煤转化油品收率显著提高,提高煤直接液化项目经济性。

盂县烟煤直接液化工艺过程研究

通过对高温、高压下盂县烟煤直接液化试验所得产物的分析,发现在加入我国自行研制的高分散铁系催化剂后,也能获得较高的油收率和煤转化率(分别为51.73%和83.9%)。本次试验液化单元的H2耗量仅为6.12%,低于国外典型的煤液化工艺,具有成本优势,而且实验装置的生产能力增高。在反应压力方面,本次试验压力仅为19MP,反应条件更加温和,对实验设备的耐压要求也进一步降低,安全性更加保证,并且反应的运行成本也显著降低。

煤炭直接液化油收率极限理论及其应用

首次建立了煤炭直接液化油收率极限理论 .在指定的液化试验装置上 ,当催化剂、助催化剂和试验条件一定时 ,可以确定煤种的低限油收率和高限油收率 ,从而阐明了煤种进行直接液化主反应的限度 .掌握煤种的低限油收率和高限油收率可以识别煤炭直接液化催化剂性能 .最大限度地降低前沥青烯和沥青烯等液化反应中间产物的产率 。

低压下新疆黑山煤直接液化工艺性能研究

以新疆黑山煤样为对象,采用正交实验设计法,在低压下考察了初压、反应时间、反应气氛和溶煤比四个因素及它们之间的交互作用对其液化性能影响.结果表明:在给定的其他条件下,黑山煤在初压6 MPa,反应60 min,纯氢和溶煤比2∶1时,油产率达到52.06%,转化率为76.51%.就油产率而言,溶煤比和反应气氛高度显著影响,反应初压一般影响,反应时间无影响,四个因素间的三种交互作用可忽略.降低初压到6 MPa,黑山煤仍具有理想的直接液化工艺性能.

神华煤与秸秆共液化研究

以神华不粘煤和玉米秸秆为原料,系统研究了神华煤与秸秆的质量配比、初始氢压、反应时间和温度对共液化的影响.结果表明,秸秆能有效促进神华煤的转化,提高油产率;在秸秆:神华煤的质量配比为2:8,反应温度440℃,反应压力为9MPa,反应时间60min条件下,反应体系转化率、油产率均达到最大值,此时转化率和油产率分别高达83.45%和61.79%.

新疆硫磺沟煤直接液化工艺性质初探

就新疆硫磺沟煤直接液化工艺性质进行了初探。结果表明,在催化剂用量为煤样质量的5%、m(Fe2O3)∶m(S)=4∶1时,该煤表现出良好的液化性能,直接液化的最佳工艺条件是:温度430℃,氢初压6.0 MPa,溶煤质量比1.22∶1,反应时间60min。此时,油产率达到50.39%,沥青烯产率为16.54%,前沥青烯产率为7.47%,总转化率为89.36%。

煤直接液化过程中添加煤焦油对反应结果的影响

以神华煤直接液化示范装置原料煤为原料,在0.18 t/d煤直接液化连续试验装置上考察了外来油添加种类、添加方式及添加量对反应结果的影响。结果表明,在煤直接液化过程中添加煤焦油系外来油,神东煤的转化率和油收率均降低,添加量越高,降幅越大;煤焦油经预加氢处理,可提高目标产品产量。蒽油添加在煤浆制备部分比添加在溶剂加氢原料部分更为有利,添加量为10%装置负荷时,前者油收率高于后者1.7%以上,分别为47.97%和46.22%。在煤浆制备过程中添加外来油替代13%的循环溶剂,对神东煤的油收率影响程度由大到小顺序为煤焦油、50%蒽油+50%煤焦油、蒽油、洗油,其中洗油影响程度最小,蒸馏油收率约降低了1%;蒽油次之,蒸馏油收率约降低了2.5%,煤焦油最大,蒸馏油收率约降低了5%。

煤油共炼技术的现状与发展

针对国内外烟煤直接液化技术存在的问题,分析了用煤油共炼的方法解决这些问题的原理,阐述了煤油共炼技术的优越性。在研究了国内外已经公开的煤油共炼技术的基础上,按照煤和油的结合方式、油在煤转化过程中作用的不同将煤油共炼技术划分为四类,着重讨论了每一类技术的基本思路、目的、优点、局限性以及适用范围,并给出了每类技术的典型代表,同时举例说明了应用效果。最后指出了在发展新的煤油共炼技术和选用煤油共炼技术的过程中所面临的技术问题,以及解决这些问题的方法。

秸秆与兖州煤共液化反应条件的研究

在高压反应釜内,以四氢萘为供氢溶剂,Fe2O3+S为催化剂,研究了温度、反应时间、初始氢压、配比对兖州煤与秸秆共液化的影响。结果表明,提高反应温度,转化率、油产率增加;延长反应时间对转化率、油产率的影响较小;升高初始氢压,转化率、油产率刚开始增加,6 MPa以后增幅趋缓;在m(秸秆)∶m(兖州煤)=0.5∶9.5时,共液化的油产率为60.45%,比兖州煤单独液化的油产率提高了4.17%;在m(兖州煤)∶m(秸秆)=9.5∶0.5,440℃,8 MPa,90 min的条件下,共液化转化率和油产率达到最大,分别为83.58%和63.1%。

新疆淖毛湖煤直接加氢液化特性的研究

为获得新疆东疆地区丰富煤炭资源合理高效利用的途径,分析了新疆淖毛湖煤的煤质特点,进行了新疆淖毛湖煤直接加氢液化特性的研究。以新疆淖毛湖煤和四氢萘为原料,在2 L高压釜中进行加氢液化试验,考察了反应温度、反应压力、停留时间以及催化剂对氢耗率、气产率、转化率、油产率和沥青类物质产率的影响规律。结果表明,新疆淖毛湖煤具有高挥发分,高镜质组含量和高氢碳比的煤质特征,特别是加氢液化的活性组分高达96.4%;420℃,15 MPa和60min的反应条件下,煤的转化率可达93%,油产率65%,是一种直接加氢液化的优质原料。直接加氢液化过程中,普通铁系催化剂的添加体系有利于<350℃轻质馏分油生成,气产率,水产率和氢耗率均呈现小幅增加;420℃前后的2段反应温区,温度变化对液化效果及产物分布影响呈现显著差异;反应压力对转化率和油产率的影响缓和,高氢压有利于沥青类物质向油和气转化,也有利于<350℃液化轻质馏分油生成;30min,淖毛湖煤呈现出良好的液化效果和反应性能,60min,有利于沥青类物质向气和<350℃的轻质馏分油转化,停留时间进一步延长将引发沥青类物质的缩聚反应和液化油的过度加氢,导致油产率降低。淖毛湖煤直接加氢液化特性的研究为淖毛湖煤加氢液化工艺放大研究提供了基础数据,也为新疆立足本区资源优势,促进经济发展提供了技术参考。