煤热解催化剂的研究现状及未来发展趋势.pdf

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1、第43卷第1期煤化工Vo1．43No．12015年2月CoalChemicalindustFeb．2015煤热解催化剂的研究现状及未来发展趋势么秋香112，樊英杰．r，冉伟利1,2，刘今乾l_，党敏辉ll，张喻ll，刘(1．陕西煤业化工技术研究院有限责任公司，陕西西安710065；2．国家能源煤炭分质清洁转化重点实验室，陕西西安710065)摘要基于低阶煤的中低温热解技术适宜于我国煤炭资源的特性，而热解催化有利于实现煤炭向高值化学品的定向转化，分析了煤热解催化剂的类型及其对热解过程中焦油轻质化的催化

2、效果，提出了热解催化剂未来研究的重点，主要包括热解催化剂的制备与改性优化研究、在线热态催化、催化定向转化调控机理、循环再生研究等，简述了煤热解催化剂的应用前景和技术经济优势。关键词低阶煤，热解，催化剂，在线热态催化，改性优化，催化定向转化文章编号：1005—9598(2015)～【)1—0022—04中图分类号：TQ530．2文献标识码：A煤热解技术是煤炭分质清洁转化的基本途径。低物催化剂、金属盐类催化剂、负载型催化剂以及其他阶煤的中低温热解分级转化联产液／气燃料和化学类型催化剂上。品的新技术和集成

3、系统，以低能耗、低水耗、低环保消1．1金属氧化物催化剂耗、低成本、多联产的方式，可实现煤炭对油气资源的金属氧化物催化剂由于制备工艺简单、价格低替代，在高油气产率的技术路线支持下，通过与发电、廉、来源比较广泛等优点，在煤热解催化剂开发过程热力等用煤产业的协同发展，逐步重构中国能源产业中受到了广泛关注。其研究主要集中在天然矿石类催链。化剂、过渡金属催化剂和碱土金属催化剂等的金属氧我国低阶煤(褐煤、长焰煤、不黏煤和弱黏煤等)化物上。资源丰富，约占可采储量的50％。低阶煤化学反应性Ca0可提高煤热解转化率，

4、对焦油裂解具有明显好、含油率高，通过中低温热解，可以获得轻质油品和催化作用。CaO催化热解使焦油收率达到最大值的温高值化学品。但是，现有煤热解工艺的焦油产率仍有度降低为550℃，焦油中BTX、PCX及其他轻质组分含待提高，油品中重质组分、稠环芳烃含量高。解决这些量均有所提高。当温度高于800℃时，可以完全加氢问题的一个有效途径是进行煤的催化热解。经过催裂解C。以上的脂肪烃类物质。Fe0的催化裂化活性化，一方面可以提高煤热解转化率，降低反应温度，使比CaO更强，几乎可以催化裂解所有的烃类物质(除热解操

5、作条件温和化；另一方面还可以调控热解产物cHl{以外)，使气体产物中cH、H的含量大幅度增加。的组成与分布，实现煤炭向高值化学品的定向转化。催化剂的活性与煤热解气氛有关，雷玉对比了H¨和因此，廉价、稳定、高效热解催化剂的研发，成为煤热CH{气氛下多种金属氧化物的催化活性，发现气氛解技术发展及工业化的研究热点。下催化剂的催化活性(基于煤焦油收率)顺序：Mn0>Fe0＼MnO＼MoO3i元复合催化剂>Fe0；CH气氛下催1煤热解催化剂的研究现状化剂的催化活性(基于煤焦油收率)顺序：MnO>Fe2O3＼M

6、nO2双组分催化刹>Fe20{＼MnO2＼MoO3三元复合目前，煤热解催化剂的研究主要集中在金属氧化催化剂>Fe203。收稿日期：2014—10-09基金项目：陕西省科技统筹创新1=_程计划项目(2013KTZB0104—03)作者简介：么秋香(1983一)，女，河北唐山，博士，T程师，2006年本科毕业于唐山学院环境与化学T程专业，现从事炼焦配煤、煤热解等研究T作，E-mai1：yaoqx@sxccti．COITI。2015年2月么秋香等：煤热解催化剂的研究现状及未来发展趋势一23—1．2金属盐类

7、催化剂Mo／13X、CoMo／13X、NiW／13X及CoMoP／13X(其中CoO、金属盐类催化剂主要有金属卤化物、金属硫化MoO。和P的理论负载量分别为2．89％、12．39％和物、硝酸盐类等，这类催化剂制备条件较简单，大多直2．15％)等催化效果最明显，一方面降低了热解温度，接利用工业分析纯的试样或对其做简单处理后使用。另一方面有效改善了热解产物的组成与分布，使热解邹献武哺对比了5种金属氯化物对脱矿物质煤产物中C0、c0、CH

8、、脂肪烃化合物和芳香烃化合物等热解总挥发分产率的影响，发现其催化活

9、性顺序：的生成量显著增加。M．Chareonpanich等[分析了CoC12>KC1>NiC12>CaC12>ZnC]2。在喷动一载流床HY和HZSM一5两种分子筛，发现这两种催化剂均能显中快速热解，CoC1催化剂既可提高脱矿物质煤热解著提高褐煤热解产物中轻质芳烃化合物产量，分别使总挥发分产率，又可提高焦油轻质高值产品产率，如热解产物中BTX和DTN质量分数增加至14％(daf)和酚类、脂肪烃类、芳香烃类和羧酸酯类产率比慢速热20％(daf)。邹献武等副考察了Co／Z