煤液化油餾分的表面張力研究.pdf

1、煤炭直接液化技術(shù)是把煤粉碎到一定粒度后，與供氫溶劑及催化劑等在一定溫度、壓力條件下直接與氫氣反應(yīng)，使煤炭直接轉(zhuǎn)化成液體油品的先進(jìn)潔凈煤技術(shù)。為了提高煤炭液化反應(yīng)的油收率和改善苛刻的液化工藝條件，在反應(yīng)器的設(shè)計(jì)、液化產(chǎn)物的分離和提質(zhì)加工以及整個(gè)工藝的優(yōu)化等過(guò)程中需要了解油品的物化性質(zhì)。作為煤液化油餾分基本性質(zhì)之一的表面張力，是化工過(guò)程開(kāi)發(fā)和理論研究中常用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，它影響著蒸餾、冷凝、氣體吸附、萃取等單元操作過(guò)程，其實(shí)驗(yàn)測(cè)定與估算非常重要

2、。 本研究通過(guò)改進(jìn)國(guó)內(nèi)常用的吊片法表面張力儀(測(cè)溫范圍多在20～50℃)，使測(cè)溫范圍能夠擴(kuò)大到20～99.9℃。使用純化學(xué)試劑苯、甲苯、環(huán)己烷和正庚烷對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器的準(zhǔn)確度和重現(xiàn)性進(jìn)行校正后，實(shí)測(cè)了神華煤和勝利煤液化油各窄餾分的表面張力，歸納了神華煤和勝利煤液化油餾分的表面張力隨窄餾分的切割溫度以及測(cè)試溫度的變化規(guī)律。在所測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，考察了前人對(duì)石油餾分所做的表面張力數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)與估算方法對(duì)煤液化油的適用性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，由于煤液化油組

3、成極其復(fù)雜，芳香性及雜原子含量都高于石油，現(xiàn)有的基于石油餾分預(yù)測(cè)表面張力的關(guān)聯(lián)式不太適合煤液化油餾分，為了滿足需求，用Matlab7.0軟件進(jìn)行了修正。具體結(jié)論如下： 1．經(jīng)過(guò)改進(jìn)的BZY-1型吊片法自動(dòng)表面張力儀，能夠精確測(cè)量20～99.9℃范圍內(nèi)的表面張力。使用有機(jī)試劑進(jìn)行驗(yàn)證認(rèn)為，所選方法的數(shù)據(jù)精確度和重復(fù)性良好，所測(cè)數(shù)據(jù)可靠，適合于液體表面張力的測(cè)定。 2．臨界溫度的各種估算方法值相差不大，臨界壓力則相差較大，結(jié)

4、果得出張建中的Riazi-Daubert改進(jìn)法和Retzekas法是最佳的選擇。 3．系統(tǒng)研究了神華煤和勝利煤液化油各窄餾分的表面張力，結(jié)果顯示： ⅰ對(duì)于同一個(gè)餾分，神華煤和勝利煤液化油各窄餾分的表面張力隨實(shí)驗(yàn)溫度升高而下降；相同溫度下，不同餾分的表面張力隨餾分切割溫度的變化規(guī)律性出現(xiàn)，輕油餾分隨餾分的切割溫度的升高而增大，中間餾分的變化不明顯，較高溫度的重油餾分無(wú)規(guī)律可循。 ⅱ煤液化油窄餾分組成極其復(fù)雜，差異較

5、大，進(jìn)行分組關(guān)聯(lián)或修正方能達(dá)到滿意的精度要求。 ⅲ神華煤和勝利煤液化油餾分中，輕油餾分(IBP～110℃，110～150℃)使用Wilson法關(guān)聯(lián)相對(duì)較好，經(jīng)過(guò)修正后的Wilson法更能滿足工程設(shè)計(jì)要求，最大偏差小于4％。 ⅳ神華煤液化油的中餾分、重餾分和勝利煤液化油的中餾分使用Gray法關(guān)聯(lián)較好，經(jīng)過(guò)合理分組進(jìn)行修正后，能夠達(dá)到工程上的估算要求。 ⅴ勝利煤液化油的重餾分，Gray法關(guān)聯(lián)雖然好于Wilson法，但