褐煤加氢液化催化剂的研究进展

《褐煤加氢液化催化剂的研究进展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、能源研究与信息第25卷第1期EnergyResearchandInformationVol.25No.12009文章编号:1008-8857(2009)01-0011-06褐煤加氢液化催化剂的研究进展金山,徐熠,张德祥,高晋生(华东理工大学能源化工系,上海200237)摘要:褐煤液化对于能源发展具有重要意义，正成为当今煤直接液化领域的热点问题。催化剂是褐煤加氢液化过程中的重要组成部分，在褐煤直接液化过程中，催化剂的选择直接影响到液化成本及液化产物的质量。综述了褐煤加氢液化中催化剂的研究、开发、催化机理等方面的进展，重点介绍了褐煤常规加氢液化催化剂，褐

2、煤非常规加氢液化催化剂，褐煤与废塑料共液化催化剂及煤加氢液化催化机理的研究进展情况，同时也指出了催化剂的开发动向。关键词:褐煤;直接液化;催化剂;机理中图分类号:TQ529文献标识码:A褐煤是一种易自燃的化石燃料，全世界的褐煤地质储量约为4万亿t，占全球煤炭储量的40%左右。我国褐煤资源丰富，据最新数据统计，全国已探明褐煤保有储量1300亿t，占全国煤炭总储量的13%左右。另据全国第三次煤炭资源预测结果，全国另有褐煤预测资源量1903亿t，占全国煤炭预测资源量的4.18%。在我国目前已探明的褐煤保有储量中，以内蒙古东北部地区最多，约占全国褐煤保有储量

3、的3/4；以云南省为主的西南地区的褐煤储量约占全国的1/5；东北、华东和中南地区的褐煤仅占全国的5%左右。褐煤加氢液化是其高效利用的有效途径之一。催化剂是煤直接液化过程的核心技术之一，在煤液化过程中起着非常重要的作用，也是影响煤液化成本的关键因素，降低反应苛刻程度，提高经济竞争力是目前煤直接液化发展所面临的主要问题。开发高活性、廉价的催化剂是解决这一问题的主要途径之一。在煤直接液化开发研究中，重要的任务之一是开发一种能在温和条件下促使煤中芳烃加氢、C-C键断裂和C-O、[1]C-N、C-S键氢解的催化剂。1褐煤单独加氢液化催化剂的开发1.1褐煤常规加

4、氢液化催化剂多年来，国内外许多研究工作者在褐煤加氢液化用催化剂的筛选和评价方面开展了大量的工作，并从多方面对褐煤加氢液化催化剂的开发与制作做出了理论和实践上的创新。[2]LeventArtok等对Can褐煤等四种土耳其煤及两种美国煤的加氢液化反应后发现，有效收稿日期：2008-09-23作者简介：金山(1982-)，男(汉)，硕士研究生，nissan_sss@163.com。12能源研究与信息2009年第25卷的供氢溶剂与高效催化剂的组合应用能使液化总转化率维持在90%以上。而对于Can褐煤，在没有催化剂存在条件下，大部分向煤中的氢转移都来自溶剂，当

5、加入硫化钼作为催化剂时大部分的氢耗则都来自于气相氢。虽然硫化钼催化剂的催化效果较好，但是由于其价格昂贵而且一次性加入后还需回收再用，过程复杂，因而其液化成本相对较高。随着研究的进一步深入，廉价可弃型催化剂的研发成功给褐煤液化带来了福音。[3]Trukhacheva等对Kansk-Atchinsk褐煤在四氢萘存在条件下的加氢液化行为进行了研究并考察了不同金属矿石的催化活性。他们以磁黄铁矿、黄铁矿、赤铁矿和磁铁矿为研究对象，结果发现黄铁矿具有最好的催化活性。大量研究表明，在铁系催化剂中加入硫助剂，可以大大提高催化剂的活性。[4]6+2-ShinichiY

6、okoyama等对S和S催化液化烟煤以及褐煤的活性进行了研究。另外，在四氢萘存在的条件下，对这两种离子催化液化两种煤的活性也进行了研究。使用FeS2作为硫化2-物催化剂，Fe2O3(SO4)和硫酸铵作为硫酸盐催化剂，在这些催化剂及四氢萘作为供氢溶剂存在的条件下，对两种煤的液化过程进行了考察，H2或N2的初压为10MPa，反应使用的是一个70ml的高压釜。这些催化剂的固有活性是通过煤液化过程中从四氢萘中得到的产物分布来2-评估的，Fe2O3(SO4)具有最佳的氢化作用同时对于四氢萘具有最好的加氢裂化活性；FeS2活性较弱，硫酸铵只对四氢萘的脱氢具有活性

7、。同时，前两种催化剂对煤液化过程都具有很高的催化活性，而硫酸铵则相对较弱，他们的研究结果也表明催化剂的加氢液化活性主要是通过其与氢分子的反应来体现的。催化剂在煤孔结构中的分散性是一个非常重要的参数，因为催化性能与催化剂的活性以及催化剂与煤之间的接触程度有关，具有理想性能的催化剂除了要具有高活性和良好的键裂解选择性外，还要有高表面积，以促进催化剂与煤的相互接触，增大两者之间相互作用程度，为此，采用超细高分散型催化剂最为理想。[5]Wilson等通过研究发现，高分散性的铁系催化剂对褐煤的常规加氢液化转化具有很好的效果，并且发现高效催化剂的应用并不需要供氢

8、溶剂的参与。实验表明：高分散性的催化液化相比传统的热或催化液化具有更多优势，在氢气存在条件下，合适的高分散性