甲烷氣氛下煤直接液化的初步研究.pdf

1、我國(guó)是石油短缺、煤炭?jī)?chǔ)量相對(duì)較大的國(guó)家，為保證國(guó)家能源供應(yīng)，開發(fā)煤直接液化技術(shù)有重要的經(jīng)濟(jì)和戰(zhàn)略意義。我國(guó)目前的煤直接液化技術(shù)投資成本高，大約為1萬元/噸，為同等規(guī)模石油加工企業(yè)的6-7倍，而其中生產(chǎn)氫氣的成本就占到了總成本的三分之一甚至一半左右，氫耗量的多少直接影響煤直接液化的成本。若能用其他廉價(jià)易得的富氫氣體（例如天然氣、焦?fàn)t煤氣等）來代替氫氣作煤直接液化的氣氛，則可以大大地減少煤直接液化工藝工業(yè)化的投入，使其更具有經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性。

2、
　　 本文考察了陜西榆林煤在煤直接液化過程中溶劑、氣氛對(duì)煤液化轉(zhuǎn)化率及產(chǎn)物的影響，著重研究了甲烷氣氛下該煤種的液化反應(yīng)性，主要研究了負(fù)載金屬催化劑在純氫和純甲烷氣氛下煤直接液化過程中的應(yīng)用對(duì)比。通過上述工作，得出以下主要結(jié)論:
　　 (1)在純四氫萘作溶劑的情況下，氫氣、氮?dú)?、甲烷作氣氛的煤轉(zhuǎn)化率幾乎一致，說明溶劑供氫相對(duì)于氣氛供氫更加地迅速和有效，煤液化反應(yīng)的氫傳遞首先進(jìn)行得是溶劑供氫，同時(shí)優(yōu)秀供氫溶劑量足夠時(shí)會(huì)減弱

3、氣氛和催化劑在反應(yīng)中起到的作用。
　　 (2)煤直接液化反應(yīng)條件下甲烷的反應(yīng)活性雖不如氫氣，但轉(zhuǎn)化率還是明顯高于氮?dú)庀碌模约淄闅夥赵诿褐苯右夯磻?yīng)中即使是在無催化劑的情況下也是具有一定活性的。
　　 (3)無催化劑條件下，當(dāng)煤液化反應(yīng)溶劑為純甲基萘或者與四氫萘的混合溶劑時(shí)，煤轉(zhuǎn)化率隨著氫氣在氫氣甲烷混合氣氛中比例的增加而增大，并且在反應(yīng)溶劑中有四氫萘存在的情況下，氫氣對(duì)反應(yīng)的促進(jìn)作用更加明顯。
　　 (4)純

4、甲基萘作溶劑的情況下，反應(yīng)中的氫氣和甲烷無協(xié)同效應(yīng);而隨著供氫溶劑四氫萘地加入，氫氣和甲烷氣氛開始出現(xiàn)協(xié)同效應(yīng)，四氫萘加入量越多，協(xié)同效應(yīng)明顯，說明溶劑對(duì)氫氣和甲烷在煤直接液化反應(yīng)中的協(xié)同效應(yīng)有一定的影響，溶劑供氫能力越強(qiáng)，氫氣和甲烷的協(xié)同效應(yīng)越明顯。
　　 (5)采用等體積浸漬法制備的催化劑Ni/SAPO-34對(duì)甲烷氣氛下煤的液化反應(yīng)催化效果明顯，反應(yīng)總轉(zhuǎn)化率為57.6％，超過相同條件下純氫氣氣氛時(shí)煤的轉(zhuǎn)化率(54.6％)，并

5、且該催化劑比本文中其他催化劑催化效果都要好。
　　 (6)采用等體積浸漬法制備的催化劑Ni/SAPO-34，起主要催化作用的是載體SAPO-34，擔(dān)載金屬Ni起到了促進(jìn)重質(zhì)組分向輕質(zhì)組分轉(zhuǎn)化的作用。催化劑Ni/SAPO-34中活性組分是金屬鎳，不是氧化鎳。
　　 (7)不同的金屬擔(dān)載在相同的分子篩上產(chǎn)生的催化效果是不一樣的，對(duì)于甲烷氣氛，單質(zhì)鎳擔(dān)載在分子篩上的催化效果最好，銅次之，氧化鉛最差。將氧化鉛擔(dān)載在三種分子篩上制