八道湾煤与重油加氢反应匹配性研究

发布时间：2017-08-01 11:32

  本文关键词：八道湾煤与重油加氢反应匹配性研究

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【摘要】：煤油共炼是煤与重质油共同加氢制取清洁燃料油的工艺技术,其中,重质油包括石油行业中的蒸馏得到的常压渣油、减压渣油、催化裂化油浆、油砂沥青、煤焦油等。煤油共炼可以将重质油与煤混合共同加氢转化,提高反应装置的利用率。加氢处理效果与煤和重质油性质关系密切,并不是所有重质油均适合与煤共同加氢处理。本文研究了长焰煤与重油加氢的匹配性,筛选出适宜的重质油,探究了影响匹配性的因素及指标,并提出相应的改善措施。本文以八道湾煤和高温煤焦油、中低温煤焦油325℃馏分、催化裂化油浆、常压渣油、减压渣油为研究对象,以高压釜、常温低压黏度仪、高温高压黏度仪为主要研究手段,从原料的组成、结构、性质以及工艺过程对八道湾煤和5种重油匹配性进行了研究：对1种煤和5种重油进行一系列的常规分析、1H-NMR、热重分析等,得到了原料的基本组成、结构和性质特点；利用常压常温黏度仪、高压高温黏度仪和密度仪,探究了不同配比的油煤浆的流变性和稳定性特点；对煤和5种重油分别进行煤液化实验,研究不同重油和八道湾煤反应性能；对产物性质进行研究,切割不同馏分段,分析各馏分段性质变化,通过核磁、液相色谱和GC-MS等手段探讨八道湾与重油加氢反应的协同效应；最后探究了预加氢、添加供氢溶剂、煤预溶胀对加氢反应效果的影响。主要结论如下：(1)减压渣油自身黏度较大,与煤在常压常温下难以制浆；而常压渣油、高温煤焦油和催化裂化油浆与煤在常压常温下容易制浆,煤浆浓度为30%～40%。加压升温过程中,高温煤焦油为溶剂的油煤浆会有黏度峰出现,这是由煤的热溶产物及煤溶胀共同作用的结果。(2)与最优供氢溶剂四氢萘为溶剂的煤液化相比,煤油共炼具有以下的优势：提高煤的反应性能、降低氢耗、降低气产率、提高了6～10%油产率。(3)分析匹配性各种影响因素,得到匹配性影响指标：油煤浆的黏度、反应温区、不稳定性参数、溶胀时间以及重质油的芳碳率、密度、水分、灰分、H/C,其中,黏度和芳碳率是两个最重要的匹配性指标。(4)综合各项匹配结果,得到与八道湾煤匹配性排序为：高温煤焦油催化裂化油浆中低温煤焦油大于325℃馏分常压渣油减压渣油。(5)添加供氢溶剂(四氢萘或VGO)可以改善其供氢性能,降低产物中沥青质产率,并可以使协同作用较差的减压渣油和煤的共处理效果变好,扩大了对重质油的适用范围。
【关键词】：八道湾煤 重油 匹配性 影响指标 改善措施
【学位授予单位】：煤炭科学研究总院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ536;TE624
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 引言11-13
• 第一章 绪论13-25
• 1.1 煤加氢液化研究13-15
• 1.2 煤与重油加氢反应匹配性研究15-20
• 1.2.1 原料的匹配性15-17
• 1.2.2 煤油交互影响17-20
• 1.3 论文研究目标及主要内容20-21
• 1.3.1 论文研究的目标20
• 1.3.2 论文研究的内容20-21
• 1.4 研究方案和技术路线21-25
• 1.4.1 论文研究的方案21-24
• 1.4.2 采用的技术路线24-25
• 第二章 实验及分析方法25-39
• 2.1 实验原料及试剂25-30
• 2.1.1 煤样25
• 2.1.2 油样25-30
• 2.1.3 溶剂30
• 2.1.4 催化剂30
• 2.1.5 氢气30
• 2.2 实验装置30-34
• 2.3 实验方法34-35
• 2.4 萃取分析方法35-36
• 2.5 馏程分析方法36-37
• 2.6 产物计算方法37-39
• 第三章 八道湾煤与重油成浆性研究39-57
• 3.1 常压下油煤浆流变性研究39-50
• 3.1.1 重质油性质对油煤浆黏度的影响39-41
• 3.1.2 温度对油煤浆黏度的影响41-43
• 3.1.3 煤粉粒度对油煤浆黏度的影响43-44
• 3.1.4 煤浆浓度对油煤浆黏度的影响44-45
• 3.1.5 制浆时间对油煤浆黏度的影响45-46
• 3.1.6 剪切速率对油煤浆黏度的影响46-48
• 3.1.7 溶胀对油煤浆黏度的影响48-49
• 3.1.8 小结49-50
• 3.2 常压下油煤浆稳定性研究50-51
• 3.3 高温高压下油煤浆流变性研究51-56
• 3.3.1 煤直接液化条件下油煤浆黏度的测定52-53
• 3.3.2 煤直接液化条件下油煤浆流变特性的分析53-55
• 3.3.3 最大沉降速度55
• 3.3.4 小结55-56
• 3.4 本章小结56-57
• 第四章 八道湾煤与重油加氢反应匹配性研究57-83
• 4.1 原料热转化特性57-59
• 4.2 原料单独加氢反应性能59-61
• 4.2.1 煤单独加氢液化性能60-61
• 4.2.2 重质油单独加氢反应性能61
• 4.3 煤油共炼反应性能61-64
• 4.4 煤油共炼协同性研究64-66
• 4.5 共炼产物的性质特征66-82
• 4.5.1 萃取残渣形貌特征66-68
• 4.5.2 产物蒸馏各馏分分布及比例68-69
• 4.5.3 产物元素组成特点69-71
• 4.5.4 产物族组成特点71-74
• 4.5.5 产物分子种类表征74-80
• 4.5.6 油品稳定性鉴别80-82
• 4.6 本章小结82-83
• 第五章 煤与重油匹配性指标及改善匹配性措施83-92
• 5.1 匹配性指标83-88
• 5.2 改善匹配性措施88-91
• 5.2.1 重油预加氢88-89
• 5.2.2 添加其他溶剂89-90
• 5.2.3 煤预溶胀90-91
• 5.3 本章小结91-92
• 第六章 结论与展望92-94
• 6.1 主要结论92-93
• 6.2 论文创新点93
• 6.3 论文不足与展望93-94
• 参考文献94-98
• 致谢98-99
• 在读期间参与项目及发表文章99
• 作者简介99
• 在读期间参与的学术项目99
• 在读期间发表的学术论文99

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