發(fā)布時間：2020-04-08 23:31

【摘要】：我國的煤炭資源比較豐富,居世界第二位。在眾多化石能源中,煤主要是直接燃燒提供熱能和電能,發(fā)電比例占到了我國總電量的78%。但是,由于煤自身的化學構成,燃燒同時會釋放大量的煙塵、CO2、NO2和SO2等有害氣體,引起霧霾、溫室效應和酸雨等環(huán)境問題。因此必須大力發(fā)展清潔煤技術。清潔煤技術是從煤的大分子結構和組成及其反應性出發(fā),對煤進行深度加工、低碳化利用,實現煤在精細化學品、潔凈燃料等方面的高效和高選擇性轉化。從而,實現一種“綠色、經濟、協(xié)調、可持續(xù)”的煤化工發(fā)展新模式。煤結構研究一直是煤科學領域的核心環(huán)節(jié),對于煤的潔凈轉化具有指導性的意義。通過對呼倫貝爾煤樣進行分析表征,本論文建立了煤大分子結構模型構建的方法；進一步地通過煤高壓釜試驗,考察了在不同溫度和不同時間下的液化反應性能,探討煤直接液化與結構之間的關系；此外,采用族組分分離和GC-MS相結合的方法研究了反應所得油品族組分。主要得到以下結論：1、根據元素分析可以得出煤樣以C、H、O元素為主,同時結合工業(yè)分析可以獲取煤樣原子比,H/C、O/C、N/C分別為60.50%、20.8%、1.2%。2、由煤樣FT-IR分析,得到煤結構中苯環(huán)主要是二取代：XPS分析指示了N以吡啶和吡咯存在,O主要以羧基和羥基存在；通過XRD分析表征,得到煤微晶結構參數,結構單元有8-9層芳香層面,層間直徑為3.67nm; 13C-CP/MAS NMR分析表征了碳結構骨架,結構以芳香碳為主,芳香度為66.15%。3、芳香結構單元信息由煤樣的XBP計算得到,結構中主要是苯和萘：飽和烴結構短主要以鏈甲基、亞甲基和環(huán)烷烴形式存在；進而在ACD/CNMR軟件中構建煤樣的結構模型,對模型經過反復調整,最終得到分子簡式為C174H121O36N2。4、煤樣在不同反應溫度條件下的液化性能表明：煤樣轉化率、油產率、氫耗、氣體產率均是增隨溫度(時間)增長而升高,并且增長幅度呈“S”曲線,瀝青質產率則是隨溫度(時間)先增大后減小。隨著溫度的升高和時間的延長,加氫液化反應向著生成油的方向進行。綜合不同條件下溫度和時間的作用大小,得出最佳液化條件是455℃,60mmin：同時研究了氣相產物組成,發(fā)現主要是烷烴和碳氧化物,烷烴碳原子數為1～4,考察組成比例發(fā)現CH4比重最大。5、通過液化油柱層析分離和GC-MS分析,探究出了煤液化油族組成,得出液化油中主要是芳烴物質和飽和烴組分,芳烴組分主要是萘和四氫萘及其衍生物,飽和烴組分主要是C10-C20的直鏈烷烴。
【圖文】：

于主體之中。對于固定相和流動相，采用不同溶劑抽提可Ｗ取得很好分離效果。離子鍵逡逑和氨鍵等在低階煤充當作用力；電子相互作用和電荷轉移力是高階煤主要作用力。其結逡逑構模型見圖１．４。逡逑－逡逑ＭｌＪ邋？邋Ｉ邋＊邋１邐？？村ＭＭＷＷ，邋８獻金怖逡逑Ｉ邐比邋１巧￣５。NB逡逑⑩一邋？逡逑巧Ｍ化巧瞄色撕�。族义蠄DＭ兩相模型逡逑Ｆｉｇ．邋１．４邋Ｃｒｏｓｓ－ｌｉｎｋｉｎｇ邋Ｍｏｄｅｌ逡逑除過Ｗ上經典模型結構外，還有Ｃｏｄｙ剛性鏈模型和締合模型等。Ｃｏｄｙ等人口７１逡逑用散射法對煙煤的溶劑抽萃取物進行溶液性質的研究，由此得出了剛性鏈模型，持這樣逡逑的觀點，即網絡結構屬于剛性鏈，芳香簇是煤的主要構成，芳香基團被－Ｃ比與－Ｃ比－的逡逑橋鍵的＂橋接作用＂鍵結。立體空間位阻的效應的和分子間作用力的存在，導致橋鍵移逡逑動困難，Ｗ至于煤不能像柔性彈體那樣自由旋轉。逡逑

Ｍ川ｙａ和Ｚｉｎｇａｒ口２U緯雋艘恢中碌墓鄣�，他脙S銜菏怯啥喔霾煌鈉巫槌傻幕戾義蝦銜錚沃渫ü兜祿ο嗔櫻藝庵趾置航峁溝拿饗蘊卣魘淺ぶ靜嗔從胄″義系姆薊廢嗔�，郊氝的｝x帽仁撬撬嶠峁溝牧硪恢饕鄣�，緡撳结构见哇E保�。辶x，

本文編號：2619963