工业催化剂用于煤加氢液化的研究

在磁力搅拌高压釜内进行了文题的研究。考察了五种石油加工工业催化刺单独和混合使用时,对煤加氢液化的影响。发现加氢裂解催化剂和加氢精制催化剂按1:1混合使用,可获得较高的煤转化率和油产率,氢耗也较低。进一步研究表明,该混合催化剂适于在较低温度下使用,最佳液化温度随其它操作参数变化。当有催化剂存在时氢压对转化率的影响比无催化剂时显著。催化剂用量增大对液化有利,但操作成本增加。     

年青煤在石油重油中加氢液化的研究

在小型高压釜中试验了不同石油重油和催化剂对煤加氢液化的影响。结果表明,煤的转化率随石油重油中芳烃含量增加而提高,在试验条件下以红旗煤在羊三木减二线油中加氢的转化率为最高,达到60%,向石油重油添加四氢蔡或甲基萘油馏份对煤液化有利。不同的氧化铁型催化剂对煤在石油重油中加氢液化生成油都有一定的催化作用,其中以山东赤泥为最好,在试验条件下可使煤转化率增加7.4%,油与气产率增加22.4%,沥青烯产率下降15%,此外还考察了九种煤在石油重油中加氢液化的性能。     

水或四氢萘介质下胜利褐煤的直接加氢液化性能

根据褐煤含水量高的特点,研究了水为溶剂下胜利褐煤的加氢液化行为,并与传统的四氢萘(THN)溶剂进行了比较。在380℃、THN为溶剂和H2气氛条件下,煤的液化转化率达到85.3%,其中油气产率和沥青质产率分别为73.2%和12.1%,液化过程中热解产生的自由基碎片是通过供氢溶剂获得活性氢,而非从气相的氢气中直接获得。相对于H2和N2气氛,在CO气氛下以水为溶剂进行的煤液化实验和胜利褐煤表现出优良的液化性能,液化转化率达到70.2%,其中油气产率58.1%,沥青质产率12.1%。在CO/H2O系统中,发生的水煤气变换反应(WGSR)能产生高活性氢,该活泼氢能与煤热解产生的自由基结合生成稳定的液化产物,从而提高了液化的转化率。实验结果表明,在CO气氛下以水为溶剂的液化工艺是可行的,是一种适合含水量较高的褐煤的直接液化工艺。     

兖州煤加氢液化性能的评价

用两种间隙式小型高压釜,在不同条件下考察了究州煤的加氢液化性能,並与联邦德国加氢原料煤Wester holt煤和美国的Illinois 6号煤进行了对比。试验结果表明:兖州煤具有较高的加氢反应活性,它略高于后一种煤,明显高于前一种煤。以循环油为溶剂,拜尔赤泥为催化剂,在氢初压9MPa,435℃和60min条件下,兖州煤的转化率达84%:油产率为46%。     

HMX分子构象转变机理的理论研究

本工作采用密度泛函理论(DFT)方法研究了5种环四亚甲基四硝胺(HMX)稳定分子构象的转变机理,在B3LYP/cc-pVDZ水平下优化了两种转变路径(Ⅰ→Ⅲ→Ⅳ→Ⅴ和Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ→Ⅴ)势能面上各驻点(稳定构象、过渡态)的几何构型,采用极化连续介质模型(PCM)探究了两条转变路径的溶剂化效应.结果表明,第一步转变(Ⅰ→Ⅲ和Ⅱ→Ⅲ)在气相和溶剂中均是决速步骤,溶剂效应使Ⅰ→Ⅴ的转变能垒升高,Ⅱ→Ⅴ的转变能垒有所降低.     

CHC-20加氢裂化催化剂的开发

针对一段串联加氢裂化工艺,进行了新型化工原料型加氢裂化催化剂的研发工作.200 mL固定床加氢评价结果表明:以大庆VGO为原料,在控制原料(177℃)馏分油转化率为63%的转化率条件下,加氢裂化轻石脑油(65℃)收率为15.1%,可作为乙烯裂解原料或清洁汽油调和组分;重石脑油(65~177℃)收率为48.3%,芳潜为49%,是优质的催化重整原料;柴油(177~320℃)硫含量低于15μg/g,芳烃含量低于5%,可作为清洁柴油调和组分;尾油(320℃)收率为11.1%,BMCI值为5,是优质乙烯裂解原料.2 000 h的活性稳定性试验表明,研制的催化剂具有良好的活性稳定性,能够满足工业装置长周期运行的要求.     

Fe-Mg-Co催化生物质热解实验特性研究——以烟杆热解为例

探究了温度和催化剂Fe、Mg、Co以及不同催化剂添加比对烟杆热解制氢影响,找出最佳反应条件.结果表明,温度的升高有利于气体产率和热解转化率的提高,700℃时转化率最高.随着负载Fe量的增加,气体产率逐渐增加,当添加量为w=15%时,转化率达83.19%.Mg催化剂能促进氢气的生成.对于复合催化剂,Fe-Mg催化剂体系使气体产率增加,且H₂的体积产量在催化剂配比为15%Fe+0.8%Mg(质量分数,下同)时达到最大,为113.48 mL/g.在15%Fe+0.8%Mg催化体系上继续负载Co催化剂,随着Co负载量的增加,催化热解总转化率增加,添加比为15%Fe+0.8%Mg+0.9%Co时,总转化率达到最大,为84.31%,氢气的体积含量降低,因此Co催化剂的负载对氢气的生成不利.     

煤加氢液化反应的研究

本文研究了煤的加氢液化反应,考察了从中试装置得到的循环油催化预加氢和含硫化氢的反应气体对煤液化的影响,得到如下结果: 1.循环油预加氢后能使煤的液化转化率提高约10%。最佳条件为435℃,H_2冷压90巴和30分钟,煤的转化率可达80%,其中沥青烯产率50%,油产率28%,气体产率2%。若在此条件下再添加钴-铝催化剂,油产率可增加到42%。2.H_2S与H_2、CO和Ar混合对煤液化有促进作用,煤的转化率比单独用H_2、CO和Ar高5—10%。3.讨论了煤加氧液化机理。对煤→沥青烯→油这一简化的反应方程式计算了反应速度常数K_1,K_2和活化能E_1,E_2。E_1 16大卡/摩尔,E_3 24大卡/摩尔,与文献符合。     

神华煤加氢液化动力学研究

以神华煤为原料,四氢萘为溶剂,在微型反应釜中进行了神华煤加氢液化动力学研究,并建立了动力学模型.研究结果表明:在反应起始阶段,煤主要转化为前沥青烯和沥青烯,有少量油气存在.随反应时间的延长,前沥青烯和沥青烯产率出现最大值,油气产率逐渐增加.所建立的动力学模型能合理拟合350～440℃范围内神华煤液化动力学过程,其反应速率常数为0.001 8～0.041 6 min~(-1),表观活化能为29.11～46.45 kJ/mol.     

旱莲皂苷的溶血活性及构效关系研究

从旱莲草中分离到7个单体化合物,经波谱数据分析,鉴定为旱莲皂苷eclalbasaponinsⅠ～Ⅵ(缩写为E-Ⅰ～E-Ⅵ)和β-香树素,其中E-Ⅰ～E-Ⅴ有溶血活性,活性强弱依次为E-Ⅱ>E-Ⅳ>E-Ⅴ>E-Ⅰ>E-Ⅲ.构效关系分析结果表明：C-28位的游离羧基对旱莲皂苷的溶血活性强弱至关重要,C-3位葡萄糖基的数量或硫酸酯化对其溶血活性也有影响.     

钙钛矿型燃煤催化剂的制备及催化性能

为使燃烧催化剂满足燃烧体和环保的要求,研制了以粉煤灰为载体、以稀土和二氧化锰为活性组分的钙钛矿型燃煤催化剂.催化剂的制备采用浸渍法,经过120℃干燥、850℃焙烧活化.X射线衍射图表明该催化剂主要成分是LaMnO3.热重分析表明,添加钙钛矿型催化剂可以促进煤炭的燃烧,提高燃烧速率,使煤的着火点温度降低10℃、失重速率最大温度降低19℃、燃烧结束温度提前21℃.     

高灰煤在CO_2中的催化气化

在常压流动态 CO_2气氛下,用 PRT—1型热天平考察了平朔气煤、晋城无烟煤和西曲焦煤洗中煤中的矿物组分在气化反应中的自催化作用和添加催化剂的催化作用。试验结果表明,高灰煤均比石墨具有较高的气化活性;不同煤种对气化催化剂均有一定的选择配伍性;对于灰分含量最高的西曲焦煤洗中煤的气化,硫铁矿渣具有比 K_2CO_3更为显著的催化活性,在一定范围内是一种较好的可弃性高灰煤气化催化剂。     

硫化氢代替氢源进行煤液化的实验研究

以神府煤为原料,研究了用硫化氢作氢源在间歇式高压反应釜中进行煤液化过程的可能性.重点考察了气体中H2S(硫化氢)的含量、催化剂种类对煤转化率的影响,并对S在液化油及残渣中的分布以及油品的组成进行了分析.实验结果表明：在氢源中加入H2S或全部以H2S取代时,煤液化条件在趋于温和化的同时转化率均有不同程度的提高,其中H2S加入量在20%~50%时,转化率可由原来的62%提高到70%左右.实验中还对单独以H2S作为氢源进行液化的催化剂效果进行了比较,发现FeS催化效果高于氧化物催化剂.     

水泥窑用煤燃烧动力学研究

采用热重分析法对南宁无烟煤在加入催化剂ZnO、NaClO4、Na2Cr2O7、Fe2O3和MnO2前后的燃烧动力学特性进行研究。结果表明,添加的5种催化剂都具有催化效果,但对煤燃烧动力学特性影响程度有所不同;催化剂Na2Cr2O7能改变燃烧反应机理,提高煤的燃烧速率,更有利于煤的完全燃烧;催化剂能够不同程度地降低煤燃烧的表观活化能,使煤的着火点降低;5种催化剂的催化效果依次为:Na2Cr2O7>NaClO4>ZnO>Fe2O3>MnO2。     

煤焦催化气化的修正随机孔模型研究

针对煤焦催化气化中传统的动力学模型不再适用这一情况，以广泛应用于煤焦气化动力学研究的随机孔模型为基础，考虑了催化剂对反应过程的催化作用，通过引入催化作用因子，建立了适用于煤焦催化气化反应的修正随机孔模型．选取神府煤焦为研究对象，将煤焦CO2催化气化作为探针反应，做了典型KCl催化荆和K-Ni复合催化剂的催化气化实验，并对模型进行了验证．结果表明：修正随机孔模型较好地体现了煤焦催化气化的动力学规律，即催化剂的添加有效地增大了反应界面处的活性部位和活性表面积，使气化反应在更温和的条件下快速进行．经验常数说明Ni-K复合催化剂的催化能力大于KCl催化剂，这与许多学者的研究结果是一致的．另外，由于反应初期的传质阻力不可忽略，故实验值与模拟值存在一定误差．     

镍硼电极及FeS催化剂对煤电解液化的催化作用

用镍硼非晶态合金电极在碱性水溶液中研究煤电解加氢液化.通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等方法对所制备电极进行表征.通过极化曲线和电流-时间曲线对NiB电极的活性进行测试.制备不同负载量的FeS催化剂,研究其对电解加氢液化的催化作用以及负载量对催化活性的影响.对煤浆连续电解24h后,由四氢呋喃(THF)可溶物元素分析可知,H/C原子比由电解前的1.01增加到电解后的1.34;THF可溶物所占比例由电解前9.10%提高到电解后44.29%,表明煤炭经过电解加氢,其四氢呋喃可溶率得到了较大的提高,即得到有效的液化.     

Ag/γ-Al_2O_3催化剂对煤泥水热解制备氢气的催化作用

采用等体积浸渍法制备Ag/γ-Al2O3负载型催化剂,并考察了Ag负载量的变化对催化剂活性的影响;采用XRD,TPR,XPS和SEM等检测方法对催化剂结构进行分析,并与其催化性能进行关联.实验结果表明:在600～900℃内,不同负载量的Ag/γ-Al2O3催化剂催化活性差异不大,但在900～1100℃内,当负载量的质量分数为5%时,催化剂的活性增强;XRD和SEM结果表明,负载量质量分数为5%的催化剂Ag衍射峰较弱,表明负载的Ag物种很好地分散于载体上;TPR结果表明,负载量质量分数为5%的催化剂无氧化态的Ag存在,Ag仅以单质形式存在.     

热煤气中有机硫转化催化剂的选用

选用了两种催化剂进行催化转化热煤气中有机硫化合物的研究，实验表明，硫化态的Ｎｉ基催化剂是一种高活性的有机硫转化催化剂，其转化活性可达８０＾以上。当气相含硫太低时，催化剂在使用过程中会失硫，转化活性下降。然而在实际的热煤气含硫的情况下，它显示出相当高的催化转化反应活性，适于在热煤气净化的条件下使用。