煤油共液化殘?jiān)苽渲虚g相瀝青及其性能研究.pdf

1、煤與油漿共液化處理，可以增加輕質(zhì)油產(chǎn)量和降低循環(huán)溶劑用量，緩解我國(guó)石油資源短缺的現(xiàn)狀。煤油共液化殘?jiān)且环N含碳量較高的副產(chǎn)物，主要用于氣化、燃燒、焦化、熱解和液化等方面，近年來(lái)煤炭產(chǎn)業(yè)趨向集約化發(fā)展，人們開(kāi)始用殘?jiān)鼇?lái)制備碳素材料。目前用于制備碳素材料的原料主要有價(jià)格昂貴的純芳烴（如萘瀝青等），還有組成變化較大的煤焦油瀝青、石油瀝青以及它們不同比例的混合料，相比之下，用價(jià)格低廉、組成均勻的煤油共液化殘?jiān)鼇?lái)制備碳素材料對(duì)資源的高效利用和環(huán)境

2、保護(hù)具有重要意義。
　　本文以不同工藝下兗州煤和石家莊催化裂化甩出油漿共液化殘?jiān)鼮樵?，通過(guò)熱聚合法制備中間相瀝青?？疾炝斯惨夯に噷?duì)殘?jiān)M成分布的影響;課題進(jìn)一步通過(guò)殘?jiān)袨r青質(zhì)(HI)的熱重分析(TG)和熱臺(tái)實(shí)驗(yàn)探討了殘?jiān)苽涮妓夭牧系目赡苄?，利用偏光顯微鏡和傅里葉紅外光譜分析儀(FT-IR)考察了熱聚合溫度、時(shí)間、添加劑、升溫速率等對(duì)聚合產(chǎn)物中間相瀝青性質(zhì)的影響;本文最后對(duì)中間相瀝青進(jìn)行碳化，通過(guò)掃描電子顯微鏡(SEM)和X

3、射線衍射儀(XRD)等手段分析了碳化中間相瀝青的結(jié)構(gòu)和微觀形貌，測(cè)試了碳化中間相的電化學(xué)性能。主要得出以下結(jié)論:
　　(1)煤油共液化殘?jiān)泻屑s30％-40％的瀝青質(zhì)(HI)、50％左右的重油(HS)和2％-10％的四氫呋喃不溶物(THFIS)。加氫液化使得殘?jiān)袨r青質(zhì)含量增加，重油和THFIS含量減少，同時(shí)重質(zhì)產(chǎn)物分子量減少;加氫促進(jìn)了煤的熱解反應(yīng)，生成的瀝青質(zhì)聚合程度較高，相反氮?dú)庀碌玫降臑r青質(zhì)聚合程度較低，含有較多的烷基側(cè)

4、鏈和環(huán)烷結(jié)構(gòu)。
　　(2)瀝青質(zhì)類物質(zhì)生成中間相瀝青的熱聚合溫度宜選在350℃-500℃之間，其分子量大小要適宜，一般范圍為500-600。隨著熱聚合溫度的升高或聚合時(shí)間的延長(zhǎng)，甲苯不溶物和喹啉不溶物的含量隨之增加，中間相瀝青從微球形態(tài)融并為流線型結(jié)構(gòu)再轉(zhuǎn)化為焦炭，瀝青質(zhì)HI1（H2下共液化所得）在440℃反應(yīng)6h就可生成廣域流線型中間相，有可能用于制備碳纖維或針狀焦，瀝青質(zhì)HI2(N2下共液化所得)在440℃反應(yīng)12h就可生成體

5、型中間相，HI1和HI2在380℃反應(yīng)10h均可生成大量中間相微球。
　　(3)添加劑聚丙烯(PP)增加了HI1多核芳烴的烷基側(cè)鏈，降低了體系粘度，促進(jìn)了球晶的形成和長(zhǎng)大，而且隨著PP添加量的增多促進(jìn)作用更明顯，而PP與HI2作用時(shí)部分烷基與其作用，部分自組裝成環(huán)烷烴或芳烴，促進(jìn)微晶形核;添加劑炭黑在中間相形成初期促進(jìn)形核，后期阻礙微球融并成體中間相。
　　(4)升溫速率太慢，不利于中間相的形成;升溫速率太快，揮發(fā)分逸出較快