我國煤炭儲(chǔ)存量大,煤直接液化技術(shù)能夠帶來高附加值的化工產(chǎn)品,具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,同時(shí)能為我國的能源安全提供保證。但是目前煤直接液化技術(shù)存在工藝條件苛刻的問題,反應(yīng)溫度高達(dá)450℃,氫氣壓力達(dá)到19 MPa,增加了工藝運(yùn)行的成本同時(shí)對設(shè)備的要求非常高。為了降低運(yùn)行成本,因此有必要開發(fā)在溫和低壓條件下（溫度420℃左右,壓力10 MPa以內(nèi)）煤直接液化技術(shù)。循環(huán)溶劑的預(yù)加氫在煤直接液化過程中是重要的環(huán)節(jié),氫氣在加氫反應(yīng)過程中的遷移規(guī)律一直是煤直接液化技術(shù)研究的熱點(diǎn)問題。本文從兩部分研究,首先研究了氫氣在循環(huán)溶劑中的物理溶解規(guī)律,然后研究了氫氣在循環(huán)溶劑中的化學(xué)平衡,從而得到氫氣的化學(xué)溶解規(guī)律,最后通過氫氣的物理溶解規(guī)律和化學(xué)溶解規(guī)律定量分析了氫氣在循環(huán)溶劑中的溶解遷移規(guī)律。氫氣在對循環(huán)溶劑預(yù)加氫的工藝中,首先要經(jīng)過溶解過程,為此研究了氫氣在循環(huán)溶劑中的溶解度,本文首先考察了氫氣在模型化合物四氫萘和萘中的溶解度,發(fā)現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)測量范圍內(nèi)氫氣在模型化合物中遵守亨利定律,氫氣在四氫萘中溶解度近似等于氫氣在萘中溶解度,并且氫氣的溶解度均隨著溫度和氫壓的升高而增大,另外考察了工業(yè)鐵基催化劑作用,發(fā)現(xiàn)鐵催... 

【文章來源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１?２００８年內(nèi)蒙古神華煤直接液化工廠??

用和化學(xué)作用相互結(jié)合的過程，??煤首先經(jīng)過高溫?zé)峤庾優(yōu)榍盀r青烯、瀝青烯，煤炭在溫度高于４００°Ｃ的非氧化環(huán)境下??轉(zhuǎn)化為氣體、液體和焦炭。在氫氣作用下改變分子結(jié)構(gòu)的Ｈ／Ｃ比，脫出雜原子得到我??們所需要的液體燃料，固體生成物中主要為焦炭，也有一些混合氣體產(chǎn)物如二氧化碳??和一氧化碳等。當(dāng)在充足的氫氣情況下，能夠加氫得到所需要的液化油，當(dāng)氫氣不足??時(shí)則發(fā)生縮合反應(yīng)生成焦炭。其中也包含供氫溶劑和非供氫溶劑相互轉(zhuǎn)化的過程，即??自由基產(chǎn)生速率與供氫溶劑供氫速率匹配的問題［８］，反應(yīng)機(jī)理如圖１－２所示。??ｑ?ｅ由某丨＿?ｊ前徹青Ｉ?Ｉ瀝青始?ｉ?▲化油??—＿＿Ｉ?碎片?稀?ｎｈ３，ｈ２ｓ??髙分子?供氫?溶劑??ｈ２??化合物?溶劑?加氫?催化加氫??焦炭?＾?ｚ??圖１－２煤直接液化反應(yīng)流程圖??Ｆｉｇ．?１－２?Ｒｅａｃｔｉｏｎ?ｆｌｏｗ?ｃｈａｒｔ?ｏｆ?ｃｏａｌ?ｄｉｒｅｃｔ?ｌｉｑｕｅｆａｃｔｉｏｎ??１．４煤直接液化的影響因素??復(fù)雜的物理和化學(xué)反應(yīng)是煤直接液化反應(yīng)的典型特點(diǎn)，比如煤的種類，氫氣氣氛??的壓力，供氫溶劑的種類，催化劑種類，液化反應(yīng)溫度等都是影響該復(fù)雜反應(yīng)的因素。??１．４．１供氫溶劑??在煤直接液化的工藝中，能夠在加氫反應(yīng)過程中提供氫源的溶劑稱之為供氫溶??齊ＩＪ，供氫溶劑是煤炭運(yùn)輸和傳熱的媒介，在起始階段它可以逐漸的溶脹、溶解并且分??散大顆粒煤，使得氣液固三相能夠均一反應(yīng)［９］。根據(jù)煤自由基理論，自由基碎片在反??應(yīng)過程中不斷產(chǎn)生，但這些自由基碎片是不穩(wěn)定，供氫溶劑能夠起到供氫作用，與這??４??

的轉(zhuǎn)移，使得反應(yīng)速度加快并且實(shí)現(xiàn)深度加氫，煤的轉(zhuǎn)化率及所需要的油氣收率顯??著增大。Ｇｕｉｎ等［＂］考察了幾種溶劑如酚類、烷烴和四氫萘它們的液化性能，實(shí)驗(yàn)結(jié)果??表明這幾種溶劑都能夠溶解煤顆粒使其變得更容易反應(yīng)，從而為后面的反應(yīng)奠定基??礎(chǔ)，但是烷烴油基本不能分散煤只是起到了溶解的作用，也就是說與煤結(jié)構(gòu)相近的芳??烴可以與煤很好的互溶起到物理溶解的作用。對于溶劑的作用，Ｌｉ等［１２］人研究了在溶??劑作用下的供氫規(guī)律，其簡單闡明了氫氣給非供氫溶劑加氫，供氫溶劑再供氫的循環(huán)??過程，如圖１－３所示，但沒有完整體現(xiàn)其他的氫轉(zhuǎn)移路徑。??＿＿．．．．．＿??Ｃｏａｌ——＋?Ｓ?Ｓｌｉ??１－??Ｒａｄｉｃａｌ????Ｈ?＊??ｉ??Ｐｒｏｄｕｃｔ??圖１－３加氫原理示意圖［１（１］??Ｆｉｇ．?１－３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ??５??


本文編號(hào)：3310232