• 论文
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
硫对煤直接液化反应性影响及其迁移机制
  • 373
  • 作者

    李攀钰杨赫李扬靳立军胡浩权

  • 单位

    大连理工大学化工学院

  • 摘要
    为探究硫在煤直接液化反应中的作用,基于L9(34)正交试验设计,考察初压、温度、H2S在H2S/H2混合气中体积含量、硫/铁(S/Fe)摩尔比等因素对上湾煤在铁基催化剂下直接液化的煤总转化率、油产率、油中硫含量、氢耗率等的影响。结果表明:温度对油产率的影响最显著,从420 oC至470 oC油产率提升19.0 wt.%;H2S的加入可使氢耗率略有降低,油和气产率提高,但同时使油中硫含量增大;当H2S从0提高到1.0%时,氢耗率降低0.3 wt.%,油中硫含量从0提高至0.9 wt.%;S/Fe摩尔比在合适范围内可提升油产率,S/Fe比为0.8时油产率比S/Fe为1.6时高3.6 wt.%,比不加硫高7.2 wt.%。煤液化过程加入的单质硫大多迁移至四氢呋喃不溶物(即液化残渣,THFI),S/Fe摩尔比不为0时THFI中硫含量普遍高于2 wt.%。在正交试验基础上,进一步研究了纯氢气氛下不同S/Fe摩尔比、恒定S/Fe摩尔比下不同H2S体积含量的液化过程,从硫元素在油、沥青烯的分布,结合产物红外光谱表征、总自由基浓度测定,推测H2S、单质硫的作用机制及液化反应中硫的迁移规律。发现THFI总自由基浓度与油产率、氢耗率存在一定程度的关联,S/Fe摩尔比为1.2时油产率最高,与此相对应的THFI总自由基浓度存在极小值;H2S体积含量为0.25%时氢耗率明显增大,对应的THFI、沥青烯总自由基浓度亦有明显变化。H2S易作用于油与沥青烯的前驱体,并促进重质组分向轻质组分的转化,单质硫过量时也能与沥青烯前驱体作用。在煤直接液化过程中,H2S、单质硫的共同点是促进气相供氢,而对沥青烯官能团结构影响不明显。
  • 关键词

    煤直接液化硫化氢单质硫硫迁移正交试验

  • 文章目录
    0 引 言
    1 试验部分
    1.1 煤样与催化剂
    1.2 试剂
    1.3 煤液化试验与产物分离
    1.4 产物分析与表征
    2 实验结果与讨论
    2.1 正交试验分析影响液化反应的主要因素
    2.2 S/Fe摩尔比对液化反应的影响
    2S含量对液化反应的影响'>2.3 H2S含量对液化反应的影响
    2.4 液化过程硫迁移路径与反应机理分析
    3 结论
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