催化裂化油浆用作煤油共炼溶剂的流变性研究

为解决油煤浆输送过程中的沉积和阻力过大等问题,在常压低温条件下,分析了溶剂性质、煤颗粒粒度、催化剂和助催化剂、溶胀、剪切速率、煤浆浓度、配制时间和温度等条件对油煤浆黏度的影响规律。结果表明,在相同条件下,油煤浆黏度随溶剂黏度的增大而增大,随煤颗粒粒度的增加而减小,随催化剂和助催化剂的添加而增加,随煤浆浓度升高而增加。当油煤浆的浓度大于30%时,表观黏度随剪切速率的增大而降低,表现出剪切稀化。煤颗粒在溶剂中溶胀后,使得煤颗粒在煤浆中的体积浓度增大,黏度变大。温度对油煤浆黏度影响较大,黏度随温度的升高而降低,在常压低温条件下,黏度随温度变化呈现一定的定量关系。     

褐煤制油煤浆高温高压黏度实验研究

研究了内蒙某褐煤制油煤浆在高温高压条件、不同浓度和不同升温速率条件下黏度变化规律,为0.1t/d褐煤直接液化实验提供初步的基础数据.选用煤炭科学研究总院研制的模拟高温高压条件下油煤浆黏度变化的高压釜,通过记录高压釜扭矩变化来换算成油煤浆黏度.结果采用线性回归方法,得出了该褐煤制油煤浆在高温高压条件下黏温关系方程.通过黏温关系方程,可以计算在不同温度下该油煤浆的黏度.结果表明,在不同升温速率和不同浓度下,该油煤浆黏度随温度升高呈下降趋势,浓度是影响黏度的重要因素.     

煤直接液化条件下神华煤煤浆粘度的测定

为研究煤直接液化条件下煤浆的粘度变化,利用剪应力分解法测量了神华煤煤浆在250～450℃的温度范围内的粘度,发现在340℃以前粘度总体呈下降趋势,340℃以后粘度开始上升,并在380℃出现峰值,而后粘度又逐渐下降。对升温速率的影响做了简单分析,发现升温速率变大,出现粘度峰的温度增高。     

两种原料共炭化制取中间相炭微球

以中温煤沥青(TP)为主原料,蒽油和煤直接液化残渣精制沥青(CP)分别作为共炭化剂,采用热缩聚法制备中间相炭微球(MCMB).热处理温度为440℃,保温时间为8h.利用偏光、XRD、粒度和元素分析等对生成的MCMB进行表征分析.结果表明:添加蒽油和CP均可抑制TP的过度缩聚,但二者的作用机理不同,蒽油主要是作为溶剂起作用,而CP则会形成晶核参与缩聚反应,并通过氢转移来抑制过度缩聚.随着蒽油的加入,MCMB的收率呈先增加后减小的趋势,当蒽油添加量为5%时,MCMB的收率最高,为52.6%;随着CP的加入,MCMB的收率呈上升趋势,当CP的加入量为30%时,MCMB的收率可达56.8%.由于二者作用机理不同,对MCMB的微观结构影响也不同,添加蒽油对MCMB微晶的有序排列无明显促进作用,甚至会产生不利影响;添加CP则有利于MCMB微晶的有序排列.     

煤液化残渣精制沥青制备中间相沥青的研究

用高压釜进行热缩聚反应,对煤液化残渣精制沥青在热缩聚过程中生成的中间相沥青进行了研究。通过元素分析、偏光显微镜对热缩聚产物进行了分析,考察了反应温度、停留时间、压力及搅拌等对中间相生成的影响。研究表明,在410~430℃,停留4~6 h条件下可以生成中间相沥青,反应初期提高压力有利于中间相的生成,有搅拌的热缩聚效果好于无搅拌的情况。     

逐步回归分析中国煤质特性与其液化特性关系

以中国宜于液化煤种的12种煤质特性和其液化试验结果为基础,采用相关性分析、多元线性回归和逐步回归分析相结合的方法,借助SPSS数学统计软件建立了液化特性与其煤质特性的回归方程,系统地研究了煤种液化特性与其煤质特性的关系。结果表明：煤的不同液化特性(如转化率、油产率)与其12种煤质特性的相关性不完全一致;煤转化率主要受惰质组含量及最大镜质体反射率(Rmax)的影响;水产率主要受O/C原子比的影响;气产率主要受C含量、O含量及镜质组含量的影响;沥青质产率主要受H/C原子比及Rmax的影响;氢耗主要受N含量及O含量的影响;油产率则是C含量、N含量、O含量、H/C原子比、O/C原子比、镜质组含量、惰质组含量及Rmax等8种煤质特性综合作用的结果。对比分析发现,回归计算值与试验值的平均绝对误差不超过3.28%;回归方程具有较高的实用性,适用于液化煤种的初步评价和筛选。     

中低温煤焦油化学组成及结构的分子水平表征

以内蒙褐煤提质装置生产的中低温煤焦油为原料,研究建立了中低温煤焦油自身结构-组成-性质的分子水平表征方法,从宏观水平描述了中低温煤焦油的物理化学性质,在分子层次上详细研究了中低温煤焦油及其不同馏程、不同性质亚组分的化学组成。首先将中低温煤焦油全馏分进行实沸点蒸馏分离为16个窄馏分并进行性质分析,其次对180℃重质馏分通过酸碱萃取分离出酸性组分、碱性组分和中性组分,并且中性组分在萃取色谱装置上分离获取6个特征亚组分;利用GC/MS分析了其全馏分、窄馏分及各亚组分的分子结构特征。结果表明,该煤焦油全馏分的水含量为28%,20℃时密度1 003.7 kg/m~3,氧含量为7.4%,180℃馏分含量为14.24%,360℃馏分含量为63.4%,属一种典型的中低温煤焦油。中低温煤焦油的180℃轻质馏分的分子组成以苯、甲苯和二甲苯为主,含有部分小分子烷烃和烯烃。在 180℃重质馏分中,其酸性组分占27.6%,碱性组分占2.46%,中性组分占69.94%。中性组分中饱和分为33.60%,芳香分为38.70%,胶质占为25.10%,沥青质为2.60%。且中间馏分和重质馏分中含有大量酚类化合物,其分子结构类型以芳烃为主,同时存在长链正构烷烃。中低温煤焦油中含有大量含氧化合物,主要是酚类化合物,以烷基苯酚类为主,在160～280℃相对丰度较高,少部分以酮类化合物存在。     

煤液化沥青脱除灰分的研究

以四氢萘为溶剂,通过离心分离的方法对煤液化沥青进行了净化,结果表明,在四氢萘:煤液化沥青质量比为3:1,离心转速4 000r/min,离心时间20min时,煤液化沥青的灰分可降至0.02%,QI含量降至0.8%,此时煤液化沥青的收率可达80%以上,溶剂的收率在75%左右.     

高温煤焦油用作煤油共处理溶剂反应性能研究

以高温煤焦油和长焰煤为主要原料,研究了高温煤焦油作为溶剂进行煤油共处理时的反应特性.通过热天平实验,评价了煤和高温煤焦油的热解性能,在500mL机械搅拌式高压釜上实验考察了不同温度点下的釜内压力变化和产物组成变化情况并分析了原因.结果表明,不同反应温度下釜内压力变化趋势相同,反应主要分为快速加氢、平衡裂解和降速缩聚三个阶段.研究了煤焦油预加氢前后氢分布变化对供氢性能的影响.结果表明,预加氢后的高温煤焦油结构发生明显变化,Hα和Hβ含量提高,通过高压釜实验验证,供氢性能提高,促进了加氢裂化反应,油收率提高2%.     

金属元素改性的超高温氨分解催化剂Ni/Mg-Al的结构及性能

以MgO、Al2O3和ZrO粉末为载体，金属Ni为活性组分，金属元素Co、La等为助剂，制备超高温氨分解催化剂；采用X射线衍射（XRD）、BET比表面积测试（BET）、H2程序升温还原（H2-TPR）、透射电子显微镜（TEM）对其结构进行表征，并在催化剂评价装置上对其氨分解活性进行评价，考察不同金属元素对催化剂结构和性能的影响。XRD结果表明：制备的几种催化剂中均存在NiAl2O4尖晶石相；金属元素可以促使生成的NiAl2O4尖晶石的晶型更加完整；La对晶型的贡献大于Co和Zr。H2-TPR结果表明：加入金属元素La后，催化剂中形成了更多的晶相NiAl2O4，而加入金属元素Co后，生成了与载体具有强相互作用的类尖晶石结构的固溶体。BET及TEM结果表明：金属元素La有助于提高Ni物种在催化剂表面的分散度和浓度，形成更小的表面Ni粒子，从而提高Ni的活性位分布。在反应温度1 200 ℃、体积空速1 228 h-1的条件下，相比于Ni/Mg-Al和CoNi/ZrMg-Al催化剂，LaNi/ZrMg-Al催化剂表现出更好的高温耐磨损性能、抗烧结性能和热稳定性能。