反应条件对哈密煤温和液化沥青质结构和热反应性的影响

作者

张宴龙白宗庆冯智皓侯冉冉贾宇星张婷婷侯郁洁孔令学郭振兴白进李文
单位

中国科学院山西煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室中国科学院大学山东科技大学
摘要

沥青质(包括沥青烯和前沥青烯，PAA)作为煤液化的重要产物，其结构和性质对煤的高效液化及其后续利用至关重要。沥青质的结构和性质与液化反应条件密切相关，因此，本研究以四氢萘为溶剂，考察了反应温度、停留时间、反应压力、溶煤比等条件对哈密煤温和液化沥青质(HMPAA)结构和性质的影响。利用元素分析、红外光谱、固体13C-NMR等分析了不同温和液化反应条件下所得HMPAA的结构特征；利用TG-MS考察了HMPAA的热解反应性和热解过程中的气体逸出规律。结果表明，HMPAA的收率随反应温度降低、压力升高、停留时间缩短及溶煤比增加而升高。在温度为340℃、停留时间为1 h、压力为3 MPa、溶煤比为2∶1的条件下，HMPAA收率最高，达到35.0%。HMPAA碳结构由脂肪碳和芳香碳组成，其中，芳香碳占80%左右。升高温度有利于哈密煤液化反应向生成芳香化程度更高的HMPAA组分的方向进行；延长停留时间，HMPAA的芳环缩合程度增大；增大溶煤比，HMPAA芳香度和芳环缩合程度均减小；在本研究考察的范围内改变压力对HMPAA结构性质影响不大。HMPAA在250℃左右开始发生热解反应，最大失重峰温为400-500℃，最终失重率基本达40%以上。HMPAA热反应性随反应温度降低、溶煤比增加而增大，改变压力对HMPAA热反应性影响较小。
关键词

温和液化沥青质结构热反应性
基金项目(Foundation)

国家自然科学基金(22178371,22078353)；山西省自然科学基金重点项目(201901D111002(ZD))；中国科学院战略性先导科技专项(XDA21020100)资助~~；
引用格式

张宴龙,白宗庆,冯智皓,侯冉冉,贾宇星,张婷婷,侯郁洁,孔令学,郭振兴,白进,李文.反应条件对哈密煤温和液化沥青质结构和热反应性的影响[J].燃料化学学报,2022,50(09):1105-1115.DOI:10.19906/j.cnki.jfct.2022020.
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