艾丁褐煤溫和液化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、煤炭直接液化是將煤在氫氣、催化劑和溶劑作用下，通過加氫裂化轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w燃料的過程，是將煤炭轉(zhuǎn)化成液體產(chǎn)品的潔凈煤技術(shù)，也是煤炭轉(zhuǎn)化的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。提高煤的液化反應(yīng)活性、緩和液化反應(yīng)條件，提高油收率和油品質(zhì)量已成為當(dāng)今煤直接液化研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。本文以艾丁褐煤為研究對象，以微型高壓釜為主要研究手段，對艾丁褐煤溫和液化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究。
　　通過微型高壓釜考察了反應(yīng)溫度、氫初壓、催化劑添加量、溶劑量等工藝條件對艾丁褐煤液化產(chǎn)物分布的影響

2、。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：艾丁褐煤的主要失重區(qū)間在300～600℃之間，最大失重速率在430℃；反應(yīng)溫度和溶劑量對艾丁褐煤液化的影響較大，反應(yīng)溫度、氫初壓、催化劑添加量和溶劑量的提高有利于油產(chǎn)率和轉(zhuǎn)化率的增加，其中氫初壓的影響相對較小；反應(yīng)溫度、催化劑添加量和溶劑量的提高有利于酚產(chǎn)率的增加，氫初壓的提高對酚產(chǎn)率影響很小。反應(yīng)溫度、催化劑添加量的提高有利于低級酚產(chǎn)率的增加，溶劑量和氫初壓的提高則抑制低級酚的生成；CO2和CH4是氣體產(chǎn)物中最主要的組

3、分，溫度的提高有利于CH4的生成。
　　在艾丁褐煤液化實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,建立了褐煤溫和液化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型，該模型中,將煤分為反應(yīng)組分M1、僅生成CO2氣體的反應(yīng)組分M2和不反應(yīng)組分Mc三部分，并通過origin軟件回歸出各反應(yīng)速率常數(shù)及相應(yīng)的活化能和指前因子。結(jié)果表明,煤中的反應(yīng)組分M1轉(zhuǎn)化為各產(chǎn)物的反應(yīng)速率順序?yàn)橛?瀝青組分》酚>氣體；反應(yīng)組分M1主要轉(zhuǎn)化為油和瀝青組分，反應(yīng)組分M1是直接轉(zhuǎn)化成油和酚的主要來源，瀝青組分向油的轉(zhuǎn)化速

4、率是油產(chǎn)率增加的速率控制步驟，瀝青組分向酚的轉(zhuǎn)化速率是酚產(chǎn)率增加的速率控制步驟，實(shí)行分級加氫液化更有利于控制和提高油產(chǎn)率和酚產(chǎn)率；褐煤中的僅生成CO2的組分M2在一定溫度條件下，短時(shí)間即可轉(zhuǎn)化為CO2，并轉(zhuǎn)化完全；液化反應(yīng)中反應(yīng)組分（M1）向氣體（Gas）轉(zhuǎn)化，以及瀝青組分（PAA）向酚（Phe）轉(zhuǎn)化的反應(yīng)速率對溫度較敏感。通過液化產(chǎn)物的1H-NMR表征和元素分析等進(jìn)一步從產(chǎn)物結(jié)構(gòu)的角度探討所建立的動(dòng)力學(xué)模型的合理性。最后根據(jù)研究結(jié)論提