艾丁褐煤溫和液化反應動力學研究.pdf

1、煤炭直接液化是將煤在氫氣、催化劑和溶劑作用下，通過加氫裂化轉變?yōu)橐后w燃料的過程，是將煤炭轉化成液體產品的潔凈煤技術，也是煤炭轉化的高技術產業(yè)。提高煤的液化反應活性、緩和液化反應條件，提高油收率和油品質量已成為當今煤直接液化研究領域的熱點。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動力學進行了研究。
　　通過微型高壓釜考察了反應溫度、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物分布的影響

2、。實驗結果表明：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℃；反應溫度和溶劑量對艾丁褐煤液化的影響較大，反應溫度、氫初壓、催化劑添加量和溶劑量的提高有利于油產率和轉化率的增加，其中氫初壓的影響相對較??；反應溫度、催化劑添加量和溶劑量的提高有利于酚產率的增加，氫初壓的提高對酚產率影響很小。反應溫度、催化劑添加量的提高有利于低級酚產率的增加，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。
　　在艾丁褐煤液化實驗的基礎上,建立了褐煤溫和液化反應動力學模型，該模型中,將煤分為反應組分M1、僅生成CO2氣體的反應組分M2和不反應組分Mc三部分，并通過origin軟件回歸出各反應速率常數(shù)及相應的活化能和指前因子。結果表明,煤中的反應組分M1轉化為各產物的反應速率順序為油>瀝青組分》酚>氣體；反應組分M1主要轉化為油和瀝青組分，反應組分M1是直接轉化成油和酚的主要來源，瀝青組分向油的轉化速

4、率是油產率增加的速率控制步驟，瀝青組分向酚的轉化速率是酚產率增加的速率控制步驟，實行分級加氫液化更有利于控制和提高油產率和酚產率；褐煤中的僅生成CO2的組分M2在一定溫度條件下，短時間即可轉化為CO2，并轉化完全；液化反應中反應組分（M1）向氣體（Gas）轉化，以及瀝青組分（PAA）向酚（Phe）轉化的反應速率對溫度較敏感。通過液化產物的1H-NMR表征和元素分析等進一步從產物結構的角度探討所建立的動力學模型的合理性。最后根據(jù)研究結論提