同步溶胀-担载催化剂对烟煤-重油共炼的影响.pdf

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1、第34卷第3期煤炭转化Vo1．34No．32011年7月C0ALC0NVERS10NJu1．2011同步溶胀一担载催化剂对烟煤一重油共炼的影响戈军”石斌郭龙德。郭智慧。田华’张建芳摘要以Fe(NO。)。和Na。S分别作为催化剂前体和原位硫化剂，在2O℃下分别用水、甲醇(M)、N—N二甲基甲酰胺(DMF)和二甲亚砜(DMSO)对神华烟煤溶胀12h，同步溶胀一担载催化剂后的烟煤脱除溶剂后与轮古常渣(】GAR)和杜84超稠油(Du84)在2：1油煤质量比，8MPa冷氢压，420℃，1h的条件下进行加氢共处理．结果表明，神华烟煤经过溶胀处理后与两种重油共处理的液化率都明显提高，煤的转化率明

2、显增大；三种有机溶胀剂相比，DMF同步溶胀促进液化效果最好，其次为DMSO，甲醇最差．两种配油相比，Du84比LGAR更适合煤一重油共处理．XRD分析表明，同步溶胀一担载法制备的溶胀煤载铁催化剂以非晶态和高分散的状态存在于溶胀煤表面，在共处理中催化剂最终转化为Fe一S．在煤一重油共处理中，经DMF同步溶胀一担载的催化剂失活，结晶相对不明显。关键词烟煤，溶胀处理，煤一重油共处理，催化剂，铁盐中图分类号TQ531，TQ426加物；2)油溶性金属催化剂；3)卤化物，主要有0引言ZnC1和SnC1等；4)煤载钴、钼和镍水溶性无机盐等；5)铁系催化剂，主要是煤负载铁催化剂和离子利用亲电和亲核

3、溶剂对煤溶胀处理可以打破煤交换铁催化剂．相比较而言，煤载铁催化剂由于具有结构中的氢键等弱键，使煤结构中较弱的键断裂，降较高的活性、廉价和对环境友好等优点，成为重油一低煤结构的交联度．_1通过溶胀处理，煤分子中大煤共炼和煤液化催化剂的首选．以往煤载铁催化剂量非共价键发生不可逆断裂，煤结构的自由能降低，一般均以水溶铁盐为前体，如硫酸亚铁和硝酸铁等，有利于煤发生热解、溶剂抽提以及液化等过程．_3。]而使用有机溶剂溶解铁盐催化剂的研究几乎没有．大量研究表明，影响煤溶胀的因素主要有煤阶、溶剂本实验利用有机溶剂甲醇、N—N二甲基甲酰胺和二和煤剂比．近年来，煤的溶胀日益受到重视，陆续出甲亚砜对煤

4、具有溶胀作用的同时，将Fe(NO。)。分现了关于煤溶胀后热解性质以及转化行为的报别用以上溶剂溶解，采用同步溶胀一担载方法将催化道．[51]重油一煤共炼(或称共处理)可同时对煤和重剂负载于煤，除去溶剂后的烟煤与轮古常渣和杜84油资源耦合加工改质，在经济上和技术上是具有发超稠油进行煤一重油共处理，同时与以Fe(NO。)。一展前景的化石能源深加工过程．以往重油一煤共炼的HO溶液制备的传统煤载铁催化剂进行对比，考察催化剂可由重油引入_】H]，或由煤引入共炼体同步溶胀一担载催化剂对神华烟煤一重油共处理的系．[15-19]重油引人的催化剂分为三类口：1)磨细的影响．固体添加物；2)有机金属盐或

5、有机金属化合物等油1实验部分溶性催化剂，如二烷基二硫代氨基甲酸钼MoDTC或Fe(CO)等；3)水溶性分散催化剂，此类催化剂实验重油为轮古常渣(LGAR)和杜84超稠油通常需要高温乳化处理，或者剪切分散于配油中．煤(Du84)，其性质见文献[12—14]；所用煤为神华烟煤引入的催化剂分为五类_9¨引：1)磨细的固体添(<200目)，在100℃下真空干燥6h后备用．煤质*中石油中青年创新基金资助项目(04E7039)和重质油国家重点实验室专项项目(E080420t~10)．1)博士生、教授级高级工程师，中国石油大学(华东)重质油国家重点实验室，266555山东青岛；中国神华煤制油化工

6、工程公司，100011北京；2)博士、副教授；3)硕士生；5)教授、博士生导师，中国石油大学(华东)重质油国家重点实验室，266555山东青岛；4)博士、工程师中国神华煤制油化工工程公司，100011北京收稿日期：2010—12-14；修回日期：2011-03—15煤炭转化分析见表1．溶胀剂为HO，甲醇(M)，N—N二甲基THF焦收率：F—coke=(THF焦残渣／(干甲酰胺(DMF)和二甲亚砜(DMSO)．燥无灰煤+原料油))×100(2)表1神华烟煤的工业分析和元素分析(％)前沥青烯收率：PA=甲苯焦收率一THFTable1Proximateandultimateanalysi

7、s焦收率(3)ofShenhuacoal(”)THF转化率：M一((干煤一THF残渣)／ProximateanalysisUltimateanalysis(干燥无灰煤+原料油))×100(4)MdAdVdfpCafHNO10．575．3937．6962．3181．555．071．240．2711．87THF液化率：R一((干煤一THF残渣)／1)Percentofweight；2)Bydifference．干燥无灰煤)×100(5)神华烟煤同步溶胀一担载催化剂的制备步