呼伦贝尔煤结构模型构建及液化性能研究
发布时间：2020-04-08 23:31
【摘要】：我国的煤炭资源比较丰富,居世界第二位。在众多化石能源中,煤主要是直接燃烧提供热能和电能,发电比例占到了我国总电量的78%。但是,由于煤自身的化学构成,燃烧同时会释放大量的烟尘、CO2、NO2和SO2等有害气体,引起雾霾、温室效应和酸雨等环境问题。因此必须大力发展清洁煤技术。清洁煤技术是从煤的大分子结构和组成及其反应性出发,对煤进行深度加工、低碳化利用,实现煤在精细化学品、洁净燃料等方面的高效和高选择性转化。从而,实现一种“绿色、经济、协调、可持续”的煤化工发展新模式。煤结构研究一直是煤科学领域的核心环节,对于煤的洁净转化具有指导性的意义。通过对呼伦贝尔煤样进行分析表征,本论文建立了煤大分子结构模型构建的方法；进一步地通过煤高压釜试验,考察了在不同温度和不同时间下的液化反应性能,探讨煤直接液化与结构之间的关系；此外,采用族组分分离和GC-MS相结合的方法研究了反应所得油品族组分。主要得到以下结论：1、根据元素分析可以得出煤样以C、H、O元素为主,同时结合工业分析可以获取煤样原子比,H/C、O/C、N/C分别为60.50%、20.8%、1.2%。2、由煤样FT-IR分析,得到煤结构中苯环主要是二取代：XPS分析指示了N以吡啶和吡咯存在,O主要以羧基和羟基存在；通过XRD分析表征,得到煤微晶结构参数,结构单元有8-9层芳香层面,层间直径为3.67nm; 13C-CP/MAS NMR分析表征了碳结构骨架,结构以芳香碳为主,芳香度为66.15%。3、芳香结构单元信息由煤样的XBP计算得到,结构中主要是苯和萘：饱和烃结构短主要以链甲基、亚甲基和环烷烃形式存在；进而在ACD/CNMR软件中构建煤样的结构模型,对模型经过反复调整,最终得到分子简式为C174H121O36N2。4、煤样在不同反应温度条件下的液化性能表明：煤样转化率、油产率、氢耗、气体产率均是增随温度(时间)增长而升高,并且增长幅度呈“S”曲线,沥青质产率则是随温度(时间)先增大后减小。随着温度的升高和时间的延长,加氢液化反应向着生成油的方向进行。综合不同条件下温度和时间的作用大小,得出最佳液化条件是455℃,60mmin：同时研究了气相产物组成,发现主要是烷烃和碳氧化物,烷烃碳原子数为1～4,考察组成比例发现CH4比重最大。5、通过液化油柱层析分离和GC-MS分析,探究出了煤液化油族组成,得出液化油中主要是芳烃物质和饱和烃组分,芳烃组分主要是萘和四氢萘及其衍生物,饱和烃组分主要是C10-C20的直链烷烃。
【图文】：
于主体之中。对于固定相和流动相，采用不同溶剂抽提可Ｗ取得很好分离效果。离子键逡逑和氨键等在低阶煤充当作用力；电子相互作用和电荷转移力是高阶煤主要作用力。其结逡逑构模型见图１．４。逡逑－逡逑ＭｌＪ邋？邋Ｉ邋＊邋１逦？？村ＭＭＷＷ，邋８献金怖逡逑Ｉ逦比邋１巧￣５。NB逡逑⑩一邋？逡逑巧Ｍ化巧瞄色撕小Ｗ逡逑图Ｍ两相模型逡逑Ｆｉｇ．邋１．４邋Ｃｒｏｓｓ－ｌｉｎｋｉｎｇ邋Ｍｏｄｅｌ逡逑除过Ｗ上经典模型结构外，还有Ｃｏｄｙ刚性链模型和缔合模型等。Ｃｏｄｙ等人口７１逡逑用散射法对烟煤的溶剂抽萃取物进行溶液性质的研究，由此得出了刚性链模型，持这样逡逑的观点，即网络结构属于刚性链，芳香簇是煤的主要构成，芳香基团被－Ｃ比与－Ｃ比－的逡逑桥键的＂桥接作用＂键结。立体空间位阻的效应的和分子间作用力的存在，导致桥键移逡逑动困难，Ｗ至于煤不能像柔性弹体那样自由旋转。逡逑
Ｍ川ｙａ和Ｚｉｎｇａｒ口２U纬隽艘恢中碌墓鄣悖侨衔菏怯啥喔霾煌钠巫槌傻幕戾义虾衔铮沃渫ü兜禄ο嗔樱艺庵趾置航峁沟拿飨蕴卣魇浅ぶ静嗔从胄″义系姆蓟废嗔细叩模龋帽仁撬撬峤峁沟牧硪恢饕鄣悖咛褰峁辜迹保浮ｅ义，
本文编号：2619963
【图文】：
于主体之中。对于固定相和流动相，采用不同溶剂抽提可Ｗ取得很好分离效果。离子键逡逑和氨键等在低阶煤充当作用力；电子相互作用和电荷转移力是高阶煤主要作用力。其结逡逑构模型见图１．４。逡逑－逡逑ＭｌＪ邋？邋Ｉ邋＊邋１逦？？村ＭＭＷＷ，邋８献金怖逡逑Ｉ逦比邋１巧￣５。NB逡逑⑩一邋？逡逑巧Ｍ化巧瞄色撕小Ｗ逡逑图Ｍ两相模型逡逑Ｆｉｇ．邋１．４邋Ｃｒｏｓｓ－ｌｉｎｋｉｎｇ邋Ｍｏｄｅｌ逡逑除过Ｗ上经典模型结构外，还有Ｃｏｄｙ刚性链模型和缔合模型等。Ｃｏｄｙ等人口７１逡逑用散射法对烟煤的溶剂抽萃取物进行溶液性质的研究，由此得出了刚性链模型，持这样逡逑的观点，即网络结构属于刚性链，芳香簇是煤的主要构成，芳香基团被－Ｃ比与－Ｃ比－的逡逑桥键的＂桥接作用＂键结。立体空间位阻的效应的和分子间作用力的存在，导致桥键移逡逑动困难，Ｗ至于煤不能像柔性弹体那样自由旋转。逡逑
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