乙烷水蒸氣重整與煤熱解耦合制油過程研究.pdf

1、低變質(zhì)煤通過中低溫熱解獲得具有高品質(zhì)和高收率的煤焦油，是實現(xiàn)其清潔高效利用的有效途徑。本文以白音華褐煤為研究對象，以提高煤熱解焦油產(chǎn)率為目的，主要研究催化劑和反應(yīng)溫度對乙烷水蒸氣重整與煤熱解耦合過程的影響，并對焦油組成進行表征和分析，主要研究結(jié)果如下：
　?。?）采用浸漬法通過添加Ce改性商業(yè)Ni/Al2O3催化劑，制備了Ce含量分別為3、6、12wt.%的Ce-Ni/Al2O3催化劑，在550℃、水碳摩爾比為1的條件下進行乙烷水

2、蒸氣重整（SRE）和乙烷水蒸氣重整與煤熱解耦合（CP-SRE）實驗。結(jié)果表明：Ce含量為3wt.%、焙燒溫度為650℃時，乙烷轉(zhuǎn)化率和焦油產(chǎn)率最高。通過對Ce-Ni/Al2O3催化劑的XRD和H2-TPR表征分析，發(fā)現(xiàn)Ce的添加使活性組分在載體上的分散度提高，NiO晶粒尺寸變小，催化性能增強。Ce含量為3wt.%時，催化劑催化活性最佳，抗積碳性能最好，SRE反應(yīng)485min后，催化劑表面積碳只有0.5wt.%。Ce含量過高為12wt.%

3、時，催化劑表面金屬晶粒會發(fā)生團聚現(xiàn)象，減弱催化活性，降低其抗積碳性能。Ce含量為3wt.%的Ce-Ni/Al2O3催化劑因其最佳催化活性和抗積碳性能，促進重整過程產(chǎn)生更多活性物種作用于煤熱解過程中，使得焦油產(chǎn)率最高。
　?。?）耦合過程有利于提高煤熱解焦油產(chǎn)率。在反應(yīng)溫度500-700℃且水碳摩爾比為1的條件下，CP-SRE和甲烷乙烷混合水蒸氣重整與煤熱解耦合（CP-SRME）過程焦油產(chǎn)率分別是N2氣氛的1.25-1.46倍和1.

4、24-1.40倍。550℃時，CP-SRE過程焦油產(chǎn)率達到最高值14.60wt.%，是N2和H2氣氛的1.46倍和1.26倍。550℃之后，CP-SRME過程的焦油產(chǎn)率相比于CP-SRE過程下降緩慢，且高于CP-SRE過程的焦油產(chǎn)率。在700℃時，CP-SRME過程焦油產(chǎn)率為13.17wt.%，相比其550℃時的最高焦油產(chǎn)率只下降了0.70wt.%；由于600-700℃時CP-SRME過程中甲烷的加入促進了乙烷的轉(zhuǎn)化，同時該溫度下甲烷的

5、轉(zhuǎn)化率也明顯提高，使得相比CP-SRE過程獲得了更高的焦油產(chǎn)率。
　?。?）通過焦油組成分析，在500-700℃內(nèi)，CP-SRE和CP-SRME過程的焦油中輕油相對含量高于N2氣氛下的焦油。CP-SRE過程在550℃時得到的焦油中輕油和酚油的相對含量高于其他溫度下的含量，而瀝青含量較低；同時CP-SRE和CP-SRME過程所得焦油中的苯類系物、萘類系物、稠環(huán)芳烴類物質(zhì)總含量分別是N2氣氛下熱解的1.89倍和1.40倍、1.30倍和