以煤為原料制備出的煤基航空噴氣替代燃料可為解決噴氣燃料的供應問題以及傳統(tǒng)燃料性質(zhì)的改善提供了有效途徑。深入研究煤基熱溶產(chǎn)物的生成機制,對煤基熱溶解聚液體燃料的定向制備與應用具有重要意義。本文以印尼褐煤為研究對象,利用甲醇、環(huán)己烷、Tetralin和甲醇+環(huán)己烷混合溶劑,在不同溫度(100℃、150 ℃、210 ℃、250 ℃、280 ℃、300 ℃、310 ℃)下對褐煤進行熱溶解聚,研究褐煤熱溶解聚過程中熱溶率、氣體產(chǎn)物、熱溶物和熱溶殘煤化學結(jié)構(gòu)(官能團、化學成分)的變化規(guī)律,研究褐煤的熱溶解聚行為;對比分析熱溶溫度和熱溶溶劑等對褐煤熱溶解聚行為的影響,深入研究熱溶解聚下煤基液體燃料的生成機理。實驗結(jié)果表明:甲醇與褐煤中碳烷酸酯發(fā)生酯交換反應,導致酯類化合物含量在210℃時快速增加;進一步提高熱溶溫度到280℃引起褐煤中部分弱共價鍵(含氧橋鍵等)的斷裂,產(chǎn)生大量的酚類;甲醇的烷基化反應生成甲基化合物并伴隨CH_4、H_2、C_2H_6等氣體生成。由于非極性溶劑與煤分子間的交互作用,環(huán)己烷和Tetralin熱溶物的熱溶率隨溫度的增加而緩慢升高,釋放出CO_2和CO等氣體;其熱溶物主要為烷烴和芳烴類化合物,顯示出環(huán)己烷和Tetralin下的熱溶解聚過程主要以物理熱溶為主。Tetralin本身的化學結(jié)構(gòu)和其高沸點使得310℃下Tetralin熱溶物具有較高的芳烴含量和較高的熱溶率。甲醇和環(huán)己烷混合溶劑的高熱溶率顯示出甲醇和環(huán)己烷的交互作用會增加煤的熱溶率。
【學位單位】：沈陽航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：V31
【部分圖文】：

式過程中，溶劑可以對煤中可溶性小分子（如烷烴、溶。目前使用熱溶解聚技術(shù)進行煤基液體燃料的制式和流動式熱溶解聚。間歇式熱溶解聚是通過先將器中，并在反應結(jié)束后將煤和熱溶物分離的方式實聚是通過預先將煤料放入反應器中，然后在熱溶解在此過程中實現(xiàn)熱溶物與殘渣分離的方式實現(xiàn)的

并在反應結(jié)束后將煤和熱溶物分離的方式實現(xiàn)溶解聚是通過預先將煤料放入反應器中，然后在熱溶解聚過劑，并在此過程中實現(xiàn)熱溶物與殘渣分離的方式實現(xiàn)的，如圖 1.1 間歇式熱溶解聚流程圖

等[53]在高壓反應釜中段安裝了一個過濾裝置（裝置由兩個孔隙玻璃塊組成，煤樣放在玻璃塊之間，溶劑可以分別從過濾裝置的頂端和底端滲透到煤樣中，熱溶物可以通過濾裝置中分離出來,高壓釜如圖 1.3）,利用此高壓釜研究了甲苯和苯在超臨界狀態(tài)下對 IllinoisNO.6 煤和 North Dakota 煤熱溶機理，但熱溶物熱溶率僅為 13%。Kim 等[54]利用一種由高溫高壓反應器、過濾器和干燥器組成的間歇式高壓反應釜，使用 N-2-甲基吡咯烷酮（NMP）溶劑對 Roto South 煙煤、Kideko 煙煤和 Sunhwa 褐煤進行了熱抽提研究；這種裝置（如圖 1.4）通過先將反應器升到預定溫度，再將溶劑和煤的混合物料送入反應器中，反應結(jié)束后可通過壓差將熱溶物與殘渣在過濾器中進行分離。王知彩等[55]在高壓釜下端排液閥處連接過濾裝置（如圖 1.5），利用這種帶高溫過濾分離裝置的間歇式高壓反應釜考察了甲醇、甲苯等不同溶劑對先鋒褐煤的熱溶抽提性能；這種裝置在反應結(jié)束后可趁熱將殘渣和濾液直接分離，盡管在300oC 時甲苯/甲醇混合溶劑熱溶熱溶率為 15.7%，但在高溫 380oC 下甲苯/甲醇混合溶劑熱溶熱溶率可達到 28.5%。
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本文編號：2841926