發(fā)布時(shí)間：2020-10-26 18:15

　　 中低溫煤焦油通過加氫可制備清潔輕質(zhì)燃料油,對(duì)緩解我國石油短缺的現(xiàn)狀具有重要意義。加氫過程中,煤焦油中的鐵和氮雜原子容易引起設(shè)備腐蝕和催化劑中毒失活等一系列問題。尤其是煤焦油中富含大量結(jié)構(gòu)復(fù)雜的含氮化合物,其賦存形態(tài)和脫除規(guī)律尚不明確。因此,在加氫前需對(duì)煤焦油進(jìn)行預(yù)處理以脫除這些雜質(zhì)組分。首先,采用酸精制法對(duì)煤焦油進(jìn)行預(yù)處理,重點(diǎn)研究煤焦油中鐵、氮雜原子的脫除規(guī)律。其次,采用酸中和-柱層析法對(duì)360℃煤焦油餾分中的堿氮和非堿氮化合物進(jìn)行富集,利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)對(duì)其進(jìn)行表征,考察不同酸濃度對(duì)含氮化合物富集效果的影響,研究出一種適合360℃餾分中氮化合物的富集方法,在此基礎(chǔ)上研究了預(yù)處理前后360℃餾分中氮化合物的賦存形態(tài)和脫除規(guī)律。最后,利用電噴霧電離源(ESI)結(jié)合傅里葉變換離子回旋共振質(zhì)譜(FT-ICR MS)技術(shù),研究預(yù)處理前后360℃餾分油中堿氮和非堿氮化合物的賦存形態(tài)和脫除規(guī)律。所得結(jié)論如下:(1)煤焦油最佳預(yù)處理?xiàng)l件為:添加5 wt%H_2SO_4水溶液于煤焦油中,質(zhì)量比為0.5:1,再加入200μg/g的P_2破乳劑,在80℃下攪拌60 min,60℃下靜置120 min。在此條件下,鐵、氮的脫除率分別可達(dá)70.29%和72.16%。該預(yù)處理技術(shù)對(duì)于煤焦油中鐵、氮的脫除具有較好的效果。(2)360℃餾分中苯胺類、喹啉類與吡啶類等堿氮含量的比值約為1:4:1,吲哚類、吡唑類和吡咯類等非堿氮含量的比值為5:8:1。預(yù)處理后,360℃餾分中總氮的脫除率為74.54%,堿氮和非堿氮化合物脫除的難易程度分別為:喹啉類吡啶類苯胺類、吲哚類吡咯類吡唑類。其中容易造成催化劑失活的堿氮被大量脫除,苯胺類、吡啶類和喹啉類化合物的脫除率分別為93.75%、83.70%和80.95%。非堿氮類化合物也在一定程度上被脫除,如吡唑類化合物的脫除率可達(dá)73.91%。(3)360℃餾分中堿氮和非堿氮均主要有N_1、N_2、N_3和N_4四種類型。堿氮的相對(duì)豐度從高到低為N_1N_2N_3N_4,其中N_1類主要為吡啶類和喹啉類化合物;非堿氮的相對(duì)豐度從高到低為N_4N_2N_1N_3,其中N_4類主要為吡唑類化合物。預(yù)處理后,360℃餾分中總氮的脫除率為70.35%,堿氮的相對(duì)豐度從高到低為N_1N_2N_4N_3,其中N_1類主要是惡嗪類化合物,主要以NOS類存在,被大量脫除的堿氮化合物主要為喹啉類、吡啶-醇類、哌啶硫胺類、吡嗪類和嘧啶類化合物。預(yù)處理后非堿氮化合物的相對(duì)豐度從高到低為N_2N_4N_1N_3,其中N_2類主要是吲哚類和吡唑類化合物,非堿氮化合物中主要被脫除的是吲哚類、咔唑類和吡唑類。以上研究成果為煤焦油加氫工藝提供理論基礎(chǔ),對(duì)雜原子化合物的脫除提供參考依據(jù),對(duì)于煤焦油的加工利用具有重大意義。
【學(xué)位單位】：西北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TQ523.6
【部分圖文】：

程試驗(yàn)器 SYD-0165 上海昌吉地質(zhì)電阻爐 SX-4-10 天津市泰斯特的方法，探究不同種類的酸精制劑和助劑、濃度油的凈化效果，探索出一條適合中低溫煤焦油預(yù)子達(dá)到凈化的目的。焦油于燒杯中，在一定溫度下水浴加熱，加入一定內(nèi)經(jīng)機(jī)械攪拌充分混合，在合適的溫度下，恒溫處理工藝過程見圖 2.2。之后分離油水兩相，再用雜原子痕量。處理后的煤焦油待用。

定時(shí)間內(nèi)經(jīng)機(jī)械攪拌充分混合，在合適的溫度下，恒溫靜置一定時(shí)間圖 2.1，預(yù)處理工藝過程見圖 2.2。之后分離油水兩相，再用適量超純水水相中的雜原子痕量。處理后的煤焦油待用。圖 2.1 煤焦油預(yù)處理裝置Fig.1.1 Coal tar pretreatment device

圖 3.1 減壓餾程試驗(yàn)器3.1 Distillation range tester with reduced pre合物具有較弱的堿性，可與強(qiáng)有機(jī)酸和，酸度強(qiáng)，價(jià)格便宜。因此，選擇鹽酸作類富集。對(duì)<360℃餾分中的氮化合物進(jìn)行分類、圖 3.2。
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 唐應(yīng)彪;崔新安;袁海欣;劉家國;鄒洋;許蘭飛;;煤焦油脫金屬及灰分脫除技術(shù)研究[J];石油化工腐蝕與防護(hù);2015年04期

2 楊敬一;周秀歡;蔡海軍;王紅晨;;煤焦油和石油基柴油餾分中含氮化合物的分離鑒定[J];石油煉制與化工;2015年07期

3 孟竺;李柏;趙大;趙德智;;煤焦油加氫預(yù)處理新技術(shù)的研究[J];當(dāng)代化工;2015年02期

4 杜鵬鵬;孫鳴;陳靜;陳繁榮;馬曉迅;;陜北中低溫煤焦油常壓重油餾分GC-MS分析[J];化學(xué)工程;2014年03期

5 胡南;王雷;黃影;;煤焦油中堿性氮化物的脫除[J];化學(xué)工程師;2013年11期

6 孟志強(qiáng);張鴻;高啟寶;;慶陽石化分公司脫鐵前后原油鐵含量分布的研究[J];煉油技術(shù)與工程;2013年10期

7 吳婷;凌鳳香;馬波;王少軍;吳洪新;;GC-MS分析低溫煤焦油酸性組分及堿性組分[J];石油化工高等學(xué)校學(xué)報(bào);2013年03期

8 張?jiān)虑?;直餾柴油和焦化柴油中含氮化合物類型分布[J];石油煉制與化工;2013年01期

9 李珍;李穩(wěn)宏;胡靜;李冬;劉存菊;李斌;;中低溫煤焦油加氫技術(shù)對(duì)比與分析[J];應(yīng)用化工;2012年02期

10 孫鳴;馮光;王汝成;徐龍;楊艷紅;馬曉迅;;陜北中低溫煤焦油的分離與GC-MS分析[J];石油化工;2011年06期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 王輝;功能化離子液體設(shè)計(jì)合成及其在輕質(zhì)油品脫氮中的應(yīng)用研究[D];青島科技大學(xué);2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 劉貞貞;多聯(lián)產(chǎn)煤焦油加氫精制實(shí)驗(yàn)研究[D];浙江大學(xué);2017年

2 趙士樂;聚醚類原油破乳劑的制備及性能[D];山東大學(xué);2016年

3 路中將;溶劑萃取脫除原油中鹽份的實(shí)驗(yàn)研究[D];華東理工大學(xué);2015年

4 朱影;煤焦油輕質(zhì)組分的分離與分析[D];中國礦業(yè)大學(xué);2014年

5 邊麗匣;含氮雜環(huán)化合物的電化學(xué)氧化與降解過程中廢水的毒性變化[D];浙江工商大學(xué);2014年

6 王湘波;有機(jī)磷酸催化含氮雜環(huán)化合物的合成[D];石河子大學(xué);2013年

7 孫曉艷;煤焦油凈化及加氫反應(yīng)研究[D];青島科技大學(xué);2012年

8 尹曉彬;兩種原油電脫鹽脫水效果研究[D];華東理工大學(xué);2012年

9 韓林芯;強(qiáng)化電脫鹽去除原油中重金屬的探索性研究[D];華東理工大學(xué);2012年

10 張晗;燃料中含氮化合物的吸附脫除[D];大連理工大學(xué);2009年

本文編號(hào)：2857339