煤催化热解技术研究进展_郝丽芳

第27卷增　刊燃　料　化　学　学　报V ol127　Suppl. 1999年12　月JOURNA L OF FUE L CHE MISTRY AND TECH NO LOGY Dec1 1999煤的催化加氢热解及多段催化加氢热解热重研究Ξ王　娜　李　文　李保庆(中国科学院煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室　太原　030001)摘　要　采用加压热天平在终温800℃,压力3MPa,升温速率25℃/min的实验条件下,对内蒙红庙褐煤以M oS2为催化剂的加氢热解及多段加氢热解进行了研究,并与非催化加氢热解、多段加氢热解的结果作了比较。

结果表明,催化条件下的多段加氢热解较单段加氢热解其转化率有了大幅度提高,尤其是低温峰处的停留使转化率提高了近35%。

另外,还对不同钼催化剂载量的多段停留效果进行了考察,在本实验条件下,钼载量为1%(w%,无水无灰基煤)时停留效果最好。

关键词　煤,加氢热解,多段加氢热解催化剂,热重法与惰性气氛下煤热解相比,煤加氢热解不仅可增加转化率和焦油收率,而且焦油中苯类、苯酚类和萘类的收率也成倍增加[1],煤加氢热解是一条值得开发的煤转化途径。

关于煤加氢热解机理的研究表明[2]:加氢热解由传质控制,热解初期自由基大量生成,供氢速率不能与自由基的生成速率相匹配,导致焦油收率下降。

降低升温速率,可明显增加煤的转化率及焦油收率[3,4]。

但慢升温速率在实际生产中是不现实的,因其需要较大的反应器及较长的反应时间。

前期工作提出多段加氢热解新概念[5],即在快升温速率过程中,采用在煤失重峰温附近停留一段时间的方法来提高煤的转化率。

最近固定床的实验结果表明[6]:快速升温下的多段停留,在提高煤转化率的同时,大幅度提高了其焦油收率,使之接近慢升温速率时的结果,但与煤直接液化相比,煤加氢热解的焦油收率仍然较低。

80年代后期,煤的催化加氢热解受到各国重视[7,8],在催化剂作用下,煤加氢热解的转化率和焦油收率大大提高[9,10]。

低阶煤及其四氢呋喃萃取产物的热解研究煤炭是我国的主要一次能源,在国民经济发展中起着至关重要的作用。

然而煤炭的大量使用造成了严重的环境污染问题,因此研究和开发更加高效清洁的煤炭利用技术成为协调经济发展和保护环境的重要手段之一。

热解作为煤气化、液化、燃烧和炭化等技术的基础,对其机理的深入认识有利于开发新型、高效煤炭利用技术。

基于煤结构和组成的复杂性,本论文以结构相对简单的溶剂萃取物为研究对象,采用原位热解与飞行时间质谱联用技术研究其初级热解产物的分布规律及生成机理,为进一步探究煤热解机理提供基础数据；采用固定床热解反应器研究原煤和萃取残渣热解行为,分析产物的分布、组成及结构,研究煤中可萃取组分对煤热解过程的影响；采用热解与飞行时间质谱(Py-MS)、热重与质谱联用(TG-MS)等技术研究煤热解初级产物与最终产物的分布特征,分析煤热解过程中初级产物转化为终产物的过程,认识二次反应在煤热解过程中的作用。

论文的主要研究内容和结果如下：以四氢呋喃(THF)为溶剂对锡林郭勒褐煤(XLGL)、霍林河褐煤(HLH)、白音华褐煤(BYH)和不连沟次烟煤(BLG)进行萃取,采用多种方法分析萃取物的组成和结构,为研究其热解行为提供基础数据。

结果表明HLH萃取物的平均分子量(重均分子量,798；数均分子量,494)小于焦油沥青质；萃取物微晶芳香层片间距(HLH,d002=0.42 nm)大于原煤nm)；萃取物的La及La/Lc均大于原煤,其芳香微晶较扁平；萃取物分子富含脂肪族、羰基、醚基而少羟基；其平均脂肪族碳链长度为2；萃取物分子的芳香结构单元为包含3-4个取代基的萘环,取代基主要为醚基和酚类。

采用自行研制的原位热解与真空紫外单光子/电子轰击电离飞行时间质谱Py-PI/EI-MS耦合技术,研究HLH褐煤THF萃取物(HLHE)热解初级产物的分布及形成机理。

实验分别采用EI和PI源检测初级热解气体和焦油组分。

Py-EI-MS研究表明,HLHE热解生成的H2O和CO2在100-400 ℃时属离子反应机理,400-750℃时为自由基反应机理；醇类和醚类分解可在生成CH4的同时生成H2O,为自由基反应机理。

催化剂对煤热解焦油品质的调控及其表面积炭行为的分析鲍卫仁;王倩;李挺;田茜;王旎晨;闫伦靖;王美君;常丽萍【期刊名称】《煤炭学报》【年(卷),期】2024(49)2【摘要】以催化剂为核心和焦油提质为目的的低阶煤热解技术是保障国家能源安全和实现“双碳”目标的煤炭清洁高效转化技术。

鉴于煤焦油品质调控和催化剂表面积炭行为的复杂性,阐述了金属、金属氧化物、天然矿物质、分子筛和炭基催化剂对煤和热解挥发物的催化作用及其对热解产物分布和组成的影响,并对比分析了各类催化剂的优缺点。

探讨不同催化剂物理化学性质的区别及其与催化性能之间的关系,结合煤及热解挥发物中C—C、C—H、C=C、—OH、C=O、C—O和—COOH等化学键的断键行为,揭示了不同催化剂的作用机制。

在此基础上,针对催化过程中存在的焦油产率低及提质效果差的问题,提出了利用金属尤其是过渡金属改性催化剂活化热解体系中的内部小分子氢供体和外部固体/气体氢供体对重质组分裂解碎片原位供氢的方法,实现焦油产率的提高及焦油品质的改善。

同时,针对催化剂易积炭失活问题,分析了积炭的物理化学性质和组成以及积炭形成的原因。

从催化剂设计及热解反应体系出发,分析了多种有效抑制积炭的途径,如多级孔与金属活性位点的组合效应、双金属改性调控Brønsted和Lewis酸性位点的比例、酸碱双功能催化剂的开发以及引入H_(2)O、CH_(4)、C_(2)H_(6)和CH_(3)OH等富氢小分子调控挥发物组成等,以期为低阶煤催化热解技术的发展提供理论基础。

【总页数】16页(P1067-1082)【作者】鲍卫仁;王倩;李挺;田茜;王旎晨;闫伦靖;王美君;常丽萍【作者单位】太原理工大学省部共建煤基能源清洁高效利用国家重点实验室;太原理工大学煤科学与技术教育部重点实验室;山西能源学院【正文语种】中文【中图分类】TQ530.2【相关文献】1.炭基催化剂对煤热解油气品质的影响及机理2.煤热解焦油催化裂解和乙烷水蒸气重整耦合提高焦油品质3.泡沫炭催化剂对低阶煤热解焦油改质的影响4.低阶煤热解含尘焦油气品质调控及除尘分析因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

煤化工与催化收稿日期:2006206208 基金项目:国家知识产权局专利战略研究项目作者简介:范立明(1962-),男,高级工程师,在读博士研究生,研究方向为煤化工。

煤直接液化催化剂研究进展范立明1,高俊文2,张　勇2(1.西安交通大学能动学院,陕西西安71049;2.西北化工研究院,陕西西安710600)摘　要:我国煤炭储量丰富,煤液化制油技术是缓解我国一次能源结构中原油供应不足的措施。

煤液化工艺的各种催化剂中,铁基催化剂以其高效、廉价及低污染而倍受青睐。

非铁系催化剂有Sn 和Zn 水溶液、含碘的煤液化催化剂、碱金属氢氧化物或碳酸盐、Cr 2Mo 2Ⅷ族的加氢催化液化催化和硫转移剂等。

概述了近年来煤液化技术在铁系催化剂研究、回收利用、制备工艺和预处理等方面的研究进展,综述了煤液化催化反应器研究状况。

关键词:煤液化;铁系催化剂;加氢液化中图分类号:TQ529.1;TQ426.94 文献标识码:A 文章编号:100821143(2006)1120017206Latest researches in direct coal liquefaction catalystsFA N L i 2mi n 1,GA O J un 2wen 2,ZHA N G Yong2(1.School of Energy &Power Engineering ,Xi ’an Jiaotong University ,Xi ’an 710049,Shaanxi ,China ;2.Northwest Research Institute of Chemical Industry ,Xi ’an 710600,Shaanxi ,China )Abstract :Coal liquefaction or direct CTL is a way for relaxing the shortage of oil resources in China.Iron catalyst has been focus as a direct CTL catalyst for its high efficiency ,lower cost and less influ 2ence on the environment.Other direct coal liquefication catalysts include Sn and Zn catalysts ,iodine catalysts ,alkali metals hydroxide or carbonate catalysts ,Cr 2Mo 2Ⅷmetals catalysts and sulfur transfer test researches in coal liquefication ,such as iron catalysts ,the preparation techniques ,catalyst recycle ,catalyst pretreatment and the catalytic reactor ,were reviewed.K ey w ords :coal to liquids (CTL );coal liquefication ;hydroliquefication ;iron catalystC LC number :TQ529.1;TQ426.94 Docum ent code :A A rticle ID :100821143(2006)1120017206 我国煤炭储量丰富,累计探明保有储量超过100000Mt ,占世界储量的11160%,其中经济可采储量约占30%。

中低温煤焦油加氢催化剂及工艺研究1. 中低温煤焦油加氢催化剂的研究进展中低温煤焦油加氢催化剂是指在相对较低的温度下，通过催化剂的作用将煤焦油中的有机物转化为更有价值的产品。

目前，已经有许多研究致力于开发高效的中低温煤焦油加氢催化剂。

例如，一些催化剂可以实现对多环芳烃的选择性加氢，将其转化为较低环数的芳香烃。

同时，还有一些催化剂可以实现对煤焦油中的硫、氮等杂质的去除，提高产品的纯度。

这些研究为中低温煤焦油加氢催化剂的开发提供了有效的思路和方法。

2. 中低温煤焦油加氢工艺的研究中低温煤焦油加氢工艺是指在合适的温度、压力和反应条件下，利用催化剂将煤焦油进行加氢反应。

目前，已经有多种中低温煤焦油加氢工艺被提出并进行了实验验证。

例如，一种常用的工艺是在氢气的作用下，通过催化剂使煤焦油中的有机物发生氢解和脱氢反应，从而得到较低环数的芳香烃和饱和烃。

此外，还有一些工艺可以实现对煤焦油中的杂质的去除，提高产品的质量。

这些工艺的研究为中低温煤焦油加氢工艺的优化提供了有力的支持。

3. 中低温煤焦油加氢催化剂的性能评价中低温煤焦油加氢催化剂的性能评价是指对催化剂进行各项性能测试和评价，以确定其在实际应用中的效果和稳定性。

常用的性能评价指标包括催化剂的活性、选择性、稳定性等。

通过对催化剂的性能评价，可以进一步优化催化剂的配方和工艺条件，提高中低温煤焦油加氢反应的效果和产物质量。

4. 中低温煤焦油加氢催化剂的应用前景中低温煤焦油加氢催化剂在煤焦油加工和资源化利用领域具有广阔的应用前景。

通过催化剂的作用，可以将煤焦油中的有机物转化为高附加值的产品，如芳烃和饱和烃。

这些产品可以作为化工原料、润滑油和燃料等方面的应用。

同时，中低温煤焦油加氢催化剂的研究和应用还可以减少煤焦油的排放，降低对环境的污染，具有重要的环保意义。

总结起来，中低温煤焦油加氢催化剂及工艺的研究对于煤焦油的高效加工和资源化利用具有重要意义。

通过不断地深入研究，可以开发出高效的催化剂并优化相应的工艺条件，实现对煤焦油中有机物的选择性加氢和杂质的去除，提高产品的质量和纯度。

V o l .24N o.11998202华　东　理　工　大　学　学　报 Journal of East Ch ina U niversity of Science and T echno logy 收稿日期:1997206203煤的热解研究.气氛和温度对热解的影响朱学栋3　朱子彬　唐黎华　张成芳(华东理工大学化工工艺研究所,上海200237) 提要:常压、温度为600～1200°C 条件下,东胜烟煤分别在氢和氮气氛中热解的实验研究表明:煤在氢气氛中热解与在氮气氛相比产气率更高,焦油质量较好,同时获得了较高的煤转化率;热解温度强烈地影响热解产物的组成和煤转化率,随温度的升高煤转化率提高,热解气产率增加,CH 4、CO 和CO 2的产率上升,焦油产率降低,但温度对C +2和H 2O 的产率影响不大。

关键词:煤;热解;氢气氛;氮气氛;温度中图分类号:TQ 546.2;TQ 530.2 煤的热加工已有上千年的历史,至今仍是煤炭加工利用的最主要技术。

煤的热解与煤的热加工技术(如气化、液化、燃烧和碳化等)有极为密切的关系,是大多数煤转化过程的初始阶段,且对后续的转化有重要的影响。

对煤热解的详细深入研究,有利于煤资源的合理利用,对开发煤转化的新技术和控制环境污染有重要意义。

煤热解的条件(加热速率、气氛、压力、终温、粒度、煤种以及反应器型式等)强烈地影响产物的产率和组成。

M cCow n [1]在热天平中用氢和氮不同气氛分别研究了L ou isiana 褐煤在800°C 下的热解,结果表明煤的转化率可达33.5%～43.8%,在氢气氛中所得挥发分产率比氮气氛平均大约高14.5%。

朱子彬等人[2～5]研究了东胜煤在快速加热的条件下,气氛和温度对热解的影响,在常压氢气氛中的液态烃和甲烷产率分别比氮气氛提高了80%和2.5倍。

煤的热解,因其反应条件温和,工业装置实施难度低,经济效益高,受到各国的普遍重视。

煤催化气化催化剂及其催化机理研究进展
王勇;樊红莉;徐美玲;李风海
【期刊名称】《山东化工》
【年(卷),期】2015(44)15
【摘要】煤的催化气化对煤的高效洁净转化,实现我国能源和环境的可持续发展具有非常重要的意义.从煤气化催化剂(一元、多组分及可弃催化剂)和催化反应机理方面进行了综述.指出多组分催化剂催化效率高于一元催化剂,但其回收利用是经济生产的关键,可弃催化剂价格低廉,但催化活性较低,活性点(位)理论在煤的催化机理中具有一定的代表性,并对煤催化气化的发展方向进行了展望.
【总页数】2页(P58-59)
【作者】王勇;樊红莉;徐美玲;李风海
【作者单位】山东洪业化工集团股份有限公司,山东东明274511;菏泽学院化学化工系,山东菏泽274000;菏泽学院化学化工系,山东菏泽274000;菏泽学院化学化工系,山东菏泽274000
【正文语种】中文
【中图分类】TQ544
【相关文献】
1.煤催化气化催化剂研究进展 [J], 孟磊;周敏;王芬
2.煤催化气化研究进展与煤-纸浆黑液共气化 [J], 廖洪强;邓德敏;李保庆;姚强
3.催化气化（一步法）煤制天然气催化剂研究进展 [J], 杜留娟;王许云
4.煤加压催化气化制城市煤气Ⅱ.煤-水蒸汽催化气化动力学特性 [J], 潘英刚;沈楠;顾丽萍;邱仕国
5.有机钾盐催化剂在流化床煤催化气化工艺条件研究 [J], 武兆斌
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

V o l .24N o.11998202华　东　理　工　大　学　学　报 Journal of East Ch ina U niversity of Science and T echno logy 收稿日期:1997206203煤的热解研究.气氛和温度对热解的影响朱学栋3　朱子彬　唐黎华　张成芳(华东理工大学化工工艺研究所,上海200237) 提要:常压、温度为600～1200°C 条件下,东胜烟煤分别在氢和氮气氛中热解的实验研究表明:煤在氢气氛中热解与在氮气氛相比产气率更高,焦油质量较好,同时获得了较高的煤转化率;热解温度强烈地影响热解产物的组成和煤转化率,随温度的升高煤转化率提高,热解气产率增加,CH 4、CO 和CO 2的产率上升,焦油产率降低,但温度对C +2和H 2O 的产率影响不大。

关键词:煤;热解;氢气氛;氮气氛;温度中图分类号:TQ 546.2;TQ 530.2 煤的热加工已有上千年的历史,至今仍是煤炭加工利用的最主要技术。

煤的热解与煤的热加工技术(如气化、液化、燃烧和碳化等)有极为密切的关系,是大多数煤转化过程的初始阶段,且对后续的转化有重要的影响。

对煤热解的详细深入研究,有利于煤资源的合理利用,对开发煤转化的新技术和控制环境污染有重要意义。

煤热解的条件(加热速率、气氛、压力、终温、粒度、煤种以及反应器型式等)强烈地影响产物的产率和组成。

M cCow n [1]在热天平中用氢和氮不同气氛分别研究了L ou isiana 褐煤在800°C 下的热解,结果表明煤的转化率可达33.5%～43.8%,在氢气氛中所得挥发分产率比氮气氛平均大约高14.5%。

朱子彬等人[2～5]研究了东胜煤在快速加热的条件下,气氛和温度对热解的影响,在常压氢气氛中的液态烃和甲烷产率分别比氮气氛提高了80%和2.5倍。

煤的热解,因其反应条件温和,工业装置实施难度低,经济效益高,受到各国的普遍重视。