發(fā)布時(shí)間：2020-10-22 23:00

　　 本文研究了不同溫度和溶劑對錫林郭勒褐煤分級(jí)熱溶性能的影響,并對分級(jí)熱溶產(chǎn)物的組成結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征分析。同時(shí)探索不同溫度、溶劑、反應(yīng)時(shí)間和催化劑對熱溶物加氫液化性能的影響,重點(diǎn)考查Ni-Mo-S/γ-Al_2O_3催化劑對輕質(zhì)熱溶物循環(huán)加氫液化性能的影響,并對加氫液化產(chǎn)物(THFS、TS、HS和Gas)和催化劑進(jìn)行了表征分析,得出以下結(jié)論:采取分級(jí)熱溶處理錫林郭勒褐煤制備出輕質(zhì)和重質(zhì)熱溶物,以1-MN作為溶劑在320~360℃之間熱溶總產(chǎn)率隨著溫度的增加而提高,在溫度為360℃時(shí)達(dá)到最大值31.3%,溫度升至380℃時(shí),縮聚反應(yīng)趨向于明顯使熱溶產(chǎn)率降低。在溶劑1-MN中添加極性溶劑CH_3OH使熱溶總產(chǎn)率由31.3%增加為67.9%。溶劑CMNO由于本身含有多種極性物質(zhì),使其熱溶總產(chǎn)率也達(dá)到了41.1%。通過對分級(jí)熱溶產(chǎn)物的紅外和元素分析表征,可以看出熱溶具有很好的脫灰和脫氧作用。催化劑的酸性與加氫活性共同影響熱溶物的加氫液化性能,與不加催化劑相比,加入催化劑使煤熱溶物的加氫裂解作用加強(qiáng),使液化的總轉(zhuǎn)化率和油收率增加。其中Ni-Mo-S/γ-Al_2O_3催化劑有很好的加氫活性,其對1-MN的輕質(zhì)熱溶物在360℃、THN溶劑條件下反應(yīng)1h,總轉(zhuǎn)化率和油收率分別為100%和52.7%;1-MN重質(zhì)熱溶物的總轉(zhuǎn)化率和油收率分別為61.5%和26%;而1-MN+10%CH_3OH的輕質(zhì)熱溶物的總轉(zhuǎn)化率和油收率分別為95%和45.1%,這主要與熱溶物的分子結(jié)構(gòu)有很大關(guān)系。一般熱溶物的芳香度低、甲基側(cè)鏈脂肪族結(jié)構(gòu)較多且含氧官能團(tuán)少的催化液化性能好。煤熱溶物加氫液化油收率隨著溫度的升高而增加,在溫度為400℃時(shí)油品收率達(dá)到最大值75.2%。此外,通過改變催化液化反應(yīng)時(shí)間發(fā)現(xiàn),并不是反應(yīng)時(shí)間越長,催化液化效果越好,煤熱溶物在催化液化過程中存在加氫和縮聚兩種形式的競爭,在一定時(shí)間內(nèi)加氫占主導(dǎo)作用,超過一段時(shí)間后縮聚反應(yīng)逐漸增強(qiáng),反而影響液化油的收率。以Ni-Mo-S/γ-Al_2O_3作為催化劑在400℃對熱溶物進(jìn)行循環(huán)回收加氫液化,1-MN+10%CH_3OH為溶劑對應(yīng)的熱溶物由于O含量高導(dǎo)致其液化性能低于溶劑1-MN的熱溶物。以1-MN的輕質(zhì)熱溶物進(jìn)行催化劑循環(huán)液化時(shí),使用新鮮催化劑的油收率為73.7%,一次循環(huán)后的油收率為63.1%,而催化劑三次循環(huán)使用后得到的油收率僅為58.8%。Ni-Mo-S/γ-Al_2O_3催化劑表面由于吸附大量的熱溶物中的大分子物質(zhì),使其在二次循環(huán)使用后就已經(jīng)接近失活。此外,通過對液化產(chǎn)物油的GC-MS表征分析,發(fā)現(xiàn)油中主要以含有苯環(huán)的二環(huán)芳烴化合物為主,新鮮催化劑催化液化產(chǎn)物油中飽和環(huán)烷烴含量達(dá)到了19.4%。
【學(xué)位單位】：安徽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TQ529
【部分圖文】：

.1 煤結(jié)構(gòu)對熱溶產(chǎn)率的影響煤是一種十分復(fù)雜的物質(zhì)，實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)在相同的條件下對不同的煤種進(jìn)行熱驗(yàn)，得出的熱溶產(chǎn)率有很大的差異。這表明煤自身的結(jié)構(gòu)對熱溶產(chǎn)率也有很大響。研究發(fā)現(xiàn)煤是由有機(jī)大分子相和小分子相組成的復(fù)雜混合物，具有獨(dú)特的反應(yīng)。它主要是由C，H，O，N，S等元素組成，其中C的含量占大多數(shù)，多數(shù)在-95%，所以煤具有高碳物料的特性[15]。煤的結(jié)構(gòu)模型主要包括化學(xué)結(jié)構(gòu)模型和結(jié)構(gòu)模型，其中化學(xué)結(jié)構(gòu)指煤在有機(jī)分子中，原子互相聯(lián)結(jié)的次序和方式，即分子結(jié)構(gòu)，而物理結(jié)構(gòu)即分子間的堆垛和孔隙結(jié)構(gòu)。目前研究得出的比較完整型是Wiser[16-19]模型，它也是被認(rèn)為比較全面完整的模型，可以很好地解釋煤的與化學(xué)反應(yīng)性質(zhì)。它的具體模型如下圖1-1所示�，F(xiàn)在對于其研究主要用于溶劑、熱解和模型化合物三個(gè)方面。其中抽提是利用溶劑的授、受電子（EDA，trondonor-acceptor）能力使煤中小分子釋放出來的過程。而熱解是煤燃燒、液化的初始與伴隨過程。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2852200