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中低温煤焦油中沥青质是造成煤焦油加氢轻质化率低、催化剂使用周期短等问题的主要原因,而目前国内对煤焦油沥青质加氢转化规律的相关研究较少。因此,本论文主要针对不同加氢反应温度和反应时间对煤焦油沥青质加氢的转化率、结构和杂原子赋存形态等进行了研究,研究结果可对煤焦油加氢轻质化具有一定的指导和借鉴。首先论文利用高压反应釜、选用商业Ni-Mo型加氢催化剂对全馏分煤焦油进行加氢,结果表明:加氢后油品H/C原子比和甲苯不溶物的收率逐渐增大,硫、氮、氧原子逐渐被脱除,煤焦油轻质化显著。针对不同加氢工艺条件对沥青质的收率、硫、氮原子含量和化学组成进行研究,反应温度增加,沥青质转化率、硫、氮、氧原子脱除率逐渐增大,沥青质的相对分子质量和H/C原子比均减小,沥青质氢解反应明显;反应时间延长,沥青质转化率逐渐增大,H/C原子比逐渐减小,沥青质分子量先减小后增大,硫和氧原子的脱除率逐渐增大,氮原子脱除率逐渐减小。其次为研究不同加氢工艺条件对沥青质结构影响,利用GPC、FT-IR、1H-NMR、XRD对加氢后沥青质进行了表征。结果表明:反应温度增加,芳香度、芳香碳原子数和芳香环数逐渐增大,芳香环取代度和缩合度参数逐渐减小,沥青质缩合反应加剧,生焦活性增强。烷基侧链、烷基链间距和芳香片层直径逐渐减小,沥青质烷基侧链脱除明显,芳香片层外围加氢开环反应增强。反应时间增大,芳香度先减小后增大,芳香环取代度先增大后减小,环烷环数逐渐减小,脱烷基反应和环烷环开环反应增强。芳香片层间距和芳香片层高度逐渐减小,沥青质加氢深度增强,烷基链脱除显著。最后利用XPS探讨了加氢过程中沥青质杂原子官能团的变化规律。结果表明:反应温度增加,单键氧含量逐渐减小,羰基氧含量增大,烷基硫含量减小,噻吩硫略有增加,吡啶类氮原子含量减小,质子化吡啶含量增加,氧、硫、氮脱除效果明显;反应时间延长,单键氧含量明显减小,羧基氧含量增加,烷基硫含量减小,但噻吩硫和砜硫含量显著增加,吡咯和吡啶型类原子含量基本不变,延长反应时间不利于氮原子的脱除。