神府煤在ZnCl2/有机溶剂体系中的温和液化过程研究

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煤炭是我国最重要的一次能源,发展煤制油技术已经成为缓减我国石油供应紧张局面、保障我国能源安全的重要战略之一。目前直接液化在我国的发展已经成熟,且实现了技术性突破。但是一般的直接液化工艺条件苛刻,所以其技术投资大,成本高。因而开发温和、高效的煤制液体燃料新工艺具有很重要的实际意义。ZnCl2催化液化是一种在温和的条件下直接从煤中制取高附加值液体燃料的新方法。本论文采用神府脱灰煤样,在230350℃、初始冷氢压为02MPa的温和条件下进行ZnCl2催化液化,分别考察了有机溶剂种类、温度、初始冷氢压、溶煤比、ZnCl2(g)/煤(g)对液化结果的影响,考察了锌粉、KI、MoS2、CoCl2和H2O添加剂对液化结果的影响,也考察了反应时间对油收率、沥青烯产率和前沥青烯产率的影响。对气体产物和液体产物分别进行了GC和GC-MS检测及其成分分析,对固体残渣也进行了分析表征。最后并对溶剂和催化剂进行了回收。结果表明:四氢萘的液化产率最高,这也再次验证了四氢萘具有良好的供氢和传递氢的能力。随着初始冷氢压的升高,液化总转化率和油收率均有升高,而且初始冷氢压对低温的影响较高温的大;在常压、300℃、溶煤比为4的条件下,由不加ZnCl2时转化率为6.47%升到ZnCl2(g)/脱灰煤(g)为1时总转化率为48.11%,这说明ZnCl2对液化过程的影响很大;随着溶煤比的增大,液化总转化率越来越大,但是增大的比例却在减小;在265℃、初始冷氢压为1MPa、四氢萘为供氢溶剂、溶煤比为2、ZnCl2(g)/煤(g)为1的条件下,随着反应时间从原来的50min增加到150min,转化率由原来的46.24%增加到67.42%,油产率由原来的39.31%增加到61.36%,而沥青烯和前沥青烯产率都有降低的趋势。这说明随着反应时间的增加,仍然有一部分小分子油品被萃取出来,与此同时,一部分大分子沥青烯和前沥青烯物质也被裂解转化为小分子的油品。以上研究结果表明,ZnCl2催化液化能够在特别温和的条件下得到较高的转化率和油收率,该研究结果对我国煤的温和液化提供了新的工艺设想。
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