煤的多段加氢热解过程及机理分析.pdfVIP

V o l. 23 高 等 学 校 化 学 学 报 　　N o. 9　 2 0 0 2 年 9 月 　　 　　　　　CH EM ICAL JOU RN AL O F CH IN E SE U N IV ER S IT IE S　　　　　　　　　 1767～ 177 1　 煤的多段加氢热解过程及机理分析 李　文, 王　娜, 李保庆 ( 中国科学院山西煤炭化学研究所, 煤转化国家重点实验室, 太原 03000 1) 摘要　通过对不同停留方式加氢热解过程产物的详细分析, 探讨了煤多段加氢热解过程的机理. 结果表明, 不同停留方式对热解产物的分布及性质有重要的影响, 并使氢气的有效利用率相差很大. 停留温度应选在 ( ) 煤热解产生自由基最多的温度范围 350～ 500 ℃ ; 于 350 ℃停留段在挥发组分大量逸出的过程中产生丰富 的孔隙, 有利于后续加氢反应的进行; 低温下的停留过程使气相中的氢优先与煤中的含氧官能团结合而生 成酚类, 从而避免了在更高温度下生成水; 加氢热解半焦中化学官能团的断裂主要与热解温度有关, 停留过 程只是通过稳定热解产生的自由基和较重热解产物的进一步加氢而改变产物的分布和组成. 关键词　煤; 多段加氢热解; 过程分析; 机理 中图分类号　 62 1　　　　文献标识码　 　　　　文章编号　025 10790 (2002) O A ( ) 根据煤热解的阶段特性提出的煤多段加氢热解新过程 在加氢热解峰温处停留适当时间 可显著增 加煤的转化率、油收率、硫氮脱除率以及改善油的质量[ 1～ 3 ] , 该过程具有的这些优点主要是由于热解 生成的自由基得到充分的饱和所致, 由于加氢热解过程是在高温、高压和氢气气氛下进行的, 故为原 位顺磁分析自由基浓度带来困难. 在煤多段加氢热解中自由基浓度因加氢过程稳定而下降, 所以从自 由基的浓度无法判断加氢热解是由于哪一种反应机理导致 自由基浓度改变的, 从而也为用顺磁共振分 析探讨煤加氢热解机理带来困难. 为了克服上述困难, 本文根据寻甸褐煤的加氢热解失重特性设计了 不同的停留方式, 通过对热解产物的详细分析, 对煤的多段加氢热解过程及机理进行了分析和探讨. 1　实验部分 1. 1　样品和实验方法 ( ) 实验以寻甸褐煤为研究对象 表 1 . 固定床实验中煤的粒度为 0. 15～ 0. 25 mm , 样品质量 5 g. ( Table 1　Property ana ly sis of Xun