本文關(guān)鍵詞：八道灣煤與重油加氫反應(yīng)匹配性研究

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【摘要】：煤油共煉是煤與重質(zhì)油共同加氫制取清潔燃料油的工藝技術(shù),其中,重質(zhì)油包括石油行業(yè)中的蒸餾得到的常壓渣油、減壓渣油、催化裂化油漿、油砂瀝青、煤焦油等。煤油共煉可以將重質(zhì)油與煤混合共同加氫轉(zhuǎn)化,提高反應(yīng)裝置的利用率。加氫處理效果與煤和重質(zhì)油性質(zhì)關(guān)系密切,并不是所有重質(zhì)油均適合與煤共同加氫處理。本文研究了長焰煤與重油加氫的匹配性,篩選出適宜的重質(zhì)油,探究了影響匹配性的因素及指標(biāo),并提出相應(yīng)的改善措施。本文以八道灣煤和高溫煤焦油、中低溫煤焦油325℃餾分、催化裂化油漿、常壓渣油、減壓渣油為研究對象,以高壓釜、常溫低壓黏度儀、高溫高壓黏度儀為主要研究手段,從原料的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及工藝過程對八道灣煤和5種重油匹配性進(jìn)行了研究：對1種煤和5種重油進(jìn)行一系列的常規(guī)分析、1H-NMR、熱重分析等,得到了原料的基本組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)特點；利用常壓常溫黏度儀、高壓高溫黏度儀和密度儀,探究了不同配比的油煤漿的流變性和穩(wěn)定性特點；對煤和5種重油分別進(jìn)行煤液化實驗,研究不同重油和八道灣煤反應(yīng)性能；對產(chǎn)物性質(zhì)進(jìn)行研究,切割不同餾分段,分析各餾分段性質(zhì)變化,通過核磁、液相色譜和GC-MS等手段探討八道灣與重油加氫反應(yīng)的協(xié)同效應(yīng)；最后探究了預(yù)加氫、添加供氫溶劑、煤預(yù)溶脹對加氫反應(yīng)效果的影響。主要結(jié)論如下：(1)減壓渣油自身黏度較大,與煤在常壓常溫下難以制漿；而常壓渣油、高溫煤焦油和催化裂化油漿與煤在常壓常溫下容易制漿,煤漿濃度為30%～40%。加壓升溫過程中,高溫煤焦油為溶劑的油煤漿會有黏度峰出現(xiàn),這是由煤的熱溶產(chǎn)物及煤溶脹共同作用的結(jié)果。(2)與最優(yōu)供氫溶劑四氫萘為溶劑的煤液化相比,煤油共煉具有以下的優(yōu)勢：提高煤的反應(yīng)性能、降低氫耗、降低氣產(chǎn)率、提高了6～10%油產(chǎn)率。(3)分析匹配性各種影響因素,得到匹配性影響指標(biāo)：油煤漿的黏度、反應(yīng)溫區(qū)、不穩(wěn)定性參數(shù)、溶脹時間以及重質(zhì)油的芳碳率、密度、水分、灰分、H/C,其中,黏度和芳碳率是兩個最重要的匹配性指標(biāo)。(4)綜合各項匹配結(jié)果,得到與八道灣煤匹配性排序為：高溫煤焦油催化裂化油漿中低溫煤焦油大于325℃餾分常壓渣油減壓渣油。(5)添加供氫溶劑(四氫萘或VGO)可以改善其供氫性能,降低產(chǎn)物中瀝青質(zhì)產(chǎn)率,并可以使協(xié)同作用較差的減壓渣油和煤的共處理效果變好,擴(kuò)大了對重質(zhì)油的適用范圍。
【關(guān)鍵詞】：八道灣煤 重油 匹配性 影響指標(biāo) 改善措施
【學(xué)位授予單位】：煤炭科學(xué)研究總院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ536;TE624
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 引言11-13
• 第一章 緒論13-25
• 1.1 煤加氫液化研究13-15
• 1.2 煤與重油加氫反應(yīng)匹配性研究15-20
• 1.2.1 原料的匹配性15-17
• 1.2.2 煤油交互影響17-20
• 1.3 論文研究目標(biāo)及主要內(nèi)容20-21
• 1.3.1 論文研究的目標(biāo)20
• 1.3.2 論文研究的內(nèi)容20-21
• 1.4 研究方案和技術(shù)路線21-25
• 1.4.1 論文研究的方案21-24
• 1.4.2 采用的技術(shù)路線24-25
• 第二章 實驗及分析方法25-39
• 2.1 實驗原料及試劑25-30
• 2.1.1 煤樣25
• 2.1.2 油樣25-30
• 2.1.3 溶劑30
• 2.1.4 催化劑30
• 2.1.5 氫氣30
• 2.2 實驗裝置30-34
• 2.3 實驗方法34-35
• 2.4 萃取分析方法35-36
• 2.5 餾程分析方法36-37
• 2.6 產(chǎn)物計算方法37-39
• 第三章 八道灣煤與重油成漿性研究39-57
• 3.1 常壓下油煤漿流變性研究39-50
• 3.1.1 重質(zhì)油性質(zhì)對油煤漿黏度的影響39-41
• 3.1.2 溫度對油煤漿黏度的影響41-43
• 3.1.3 煤粉粒度對油煤漿黏度的影響43-44
• 3.1.4 煤漿濃度對油煤漿黏度的影響44-45
• 3.1.5 制漿時間對油煤漿黏度的影響45-46
• 3.1.6 剪切速率對油煤漿黏度的影響46-48
• 3.1.7 溶脹對油煤漿黏度的影響48-49
• 3.1.8 小結(jié)49-50
• 3.2 常壓下油煤漿穩(wěn)定性研究50-51
• 3.3 高溫高壓下油煤漿流變性研究51-56
• 3.3.1 煤直接液化條件下油煤漿黏度的測定52-53
• 3.3.2 煤直接液化條件下油煤漿流變特性的分析53-55
• 3.3.3 最大沉降速度55
• 3.3.4 小結(jié)55-56
• 3.4 本章小結(jié)56-57
• 第四章 八道灣煤與重油加氫反應(yīng)匹配性研究57-83
• 4.1 原料熱轉(zhuǎn)化特性57-59
• 4.2 原料單獨加氫反應(yīng)性能59-61
• 4.2.1 煤單獨加氫液化性能60-61
• 4.2.2 重質(zhì)油單獨加氫反應(yīng)性能61
• 4.3 煤油共煉反應(yīng)性能61-64
• 4.4 煤油共煉協(xié)同性研究64-66
• 4.5 共煉產(chǎn)物的性質(zhì)特征66-82
• 4.5.1 萃取殘渣形貌特征66-68
• 4.5.2 產(chǎn)物蒸餾各餾分分布及比例68-69
• 4.5.3 產(chǎn)物元素組成特點69-71
• 4.5.4 產(chǎn)物族組成特點71-74
• 4.5.5 產(chǎn)物分子種類表征74-80
• 4.5.6 油品穩(wěn)定性鑒別80-82
• 4.6 本章小結(jié)82-83
• 第五章 煤與重油匹配性指標(biāo)及改善匹配性措施83-92
• 5.1 匹配性指標(biāo)83-88
• 5.2 改善匹配性措施88-91
• 5.2.1 重油預(yù)加氫88-89
• 5.2.2 添加其他溶劑89-90
• 5.2.3 煤預(yù)溶脹90-91
• 5.3 本章小結(jié)91-92
• 第六章 結(jié)論與展望92-94
• 6.1 主要結(jié)論92-93
• 6.2 論文創(chuàng)新點93
• 6.3 論文不足與展望93-94
• 參考文獻(xiàn)94-98
• 致謝98-99
• 在讀期間參與項目及發(fā)表文章99
• 作者簡介99
• 在讀期間參與的學(xué)術(shù)項目99
• 在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文99

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本文編號：604054