煤热解焦油原位催化裂解和乙烷水蒸气重整耦合过程研究

发布时间：2024-06-02 00:36

　　本文提出将煤热解焦油原位催化裂解与乙烷水蒸气重整过程耦合提高轻质焦油产率的新工艺,并针对该煤热解焦油原位提质工艺过程的催化剂及反应条件对焦油产率和组成的影响规律及机理进行研究。在常压固定床反应装置内,采用上层加煤、下层加催化剂,中间用石英棉隔开的形式,分别研究N₂和C₂H₆/H₂O混合气氛下催化剂种类、催化剂中Ni负载量、催化剂用量以及反应温度等对平朔煤热解过程焦油和气体产率的影响。结果表明,在650℃不加催化剂的乙烷和水蒸气气氛下的煤热解(CP-E&S)过程的焦油产率达到最高值18.8wt.%。使用的四种催化剂(Char,AC,Co/AC,Ni/AC)中Ni/AC对焦油轻质化效果最佳,轻质焦油含量达到71.5 wt.%,产率13.2 wt.%,相比提质前(不加催化剂)分别提高了55.4%和53.4%。此外,Ni/AC的金属负载量为10 wt.%且煤与催化剂质量比为0.2时提质效果最佳。为认识提质焦油的结构和组成的变化,利用模拟蒸馏、核磁共振(NMR)、气相色谱/质谱联用(GC/MS)等方法...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1Fuchs煤结构模型[11]

Fuchs模型是1942年由德国科学家W.Fuchs提出的首个煤分子结构模型,后由Chermin等人完善,其结构如图1.1所示[11]。模型主体为芳香结构,其外围分布着大量的含氧官能团和缩合芳香环,大多通过脂环和杂环结构连接。但此模型结构的表面官能团分布缺少科学依据支持,且官能团....

图1.2Domazetis煤结构模型片段[12]

Domazetis模型是21世纪初期由澳洲研究者G.Domazetis根据褐煤的元素组成、碳分布和官能团分布等关联信息构建的一种新型褐煤分子结构模型,分子式为C258H256N2O78S,该模型的主要片段如图1.2所示[12]。该褐煤模型主要由脂肪链烃、环烷烃和醚键等化学键连接构....

图1.3修正后的煤热解机理示意图[18]

目前已广泛认同煤热解过程符合自由基反应机理[14],煤大分子结构内的-CH2-,-O-,-S-等弱键断裂可产生自由基,其经过重排碰撞后形成最终热解产物。He等[14]在对四种不同煤化程度的煤样进行热解实验时发现所得焦油和半焦中均含有高浓度的自由基,并且在高于623K的温度下具有....

图1.475t/h循环流化床煤分级转化多联产装置[23]

国内目前已进行工业化示范的热解提质技术工艺主要包括加热方式为气体热载体的多段回转炉热解工艺(MRF)、带式炉工艺、LCC工艺以及加热方式为固体热载体的固体热载体法干馏工艺(DG)、煤拔头工艺(BT)、循环流化床分级转化多联产工艺(CFB)等。图1.4为在安徽淮南投建运行的规模为7....

本文编号：3986599