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煤的溶剂热萃取及萃取物加氢液化的研究

作　者: 石智杰
导　师: 史士东；李克健
学　校: 煤炭科学研究总院
专　业: 化学工艺
关键词: 褐煤 热萃取 加氢循环溶剂 直接液化
分类号: TQ529
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 290次
引　用: 2次
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内容摘要


煤炭直接液化是发挥资源优势、补充石油短缺、保障能源安全和稳定供给的重要战略措施之一。褐煤和次烟煤等低阶煤占我国煤炭资源的40%以上,被认为是煤炭直接液化的理想原料。现有煤炭直接液化工艺要求煤种具有低灰、低惰质组、低氧的特点。煤中灰分的存在不仅降低煤液化反应器的处理能力,带来诸如设备磨损、堵塞等问题;而且在排渣过程中还将带走约一定比例的煤液化油,降低了总液化油收率。因此如何降低低阶煤的灰含量成为人们关注的热点。为了促进我国煤炭直接液化技术的发展,对煤炭直接液化方面的基础研究十分必要。基于此,“863”计划项目“煤的热溶及加氢液化的研究”被批准立项,本论文是在该项目的基础上展开研究的。本文主要以煤液化加氢循环溶剂为萃取剂,在高压釜装置上研究了胜利褐煤的热萃取性能,考察了热萃取条件对热萃取率的影响以及热萃取过程中煤中氧元素的脱除情况,并研究了胜利褐煤热萃取物的液化性能。研究表明,随着热萃取温度的升高,热萃取率显著增加,由340℃时的18.7%daf增加到430℃时的59.5%daf。所得固体热萃取物的产率随反应温度升高呈现先升高后降低的趋势,在390℃时达到最大值32.4%daf;适宜的热萃取停留时间为60min,溶剂与煤质量比为5:1。在煤的热萃取过程中伴随着弱含氧官能团断裂生成CO、CO2气体的反应,390℃时氧元素的脱除率可达23%daf。胜利褐煤及其热萃取煤的液化结果表明,440℃条件下,与原煤相比,热萃取物的液化性能得到明显改善,反应转化率提高3.22%,液化油产率提高19.52%,气体产率下降8.42%,氢耗量由原煤的4.32%下降至2.68%,而且水产率也由原煤的17.39%下降至9.93%。鉴于萃取物的良好的液化性能,本文最后提出了将煤的溶剂热萃取和煤炭直接液化相结合的煤炭直接液化新工艺的设想。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
引言  7-9
第一章 文献综述与选题  9-25
  1.1 国内外研究现状  9-23
    1.1.1 溶剂萃取机理  9-13
    1.1.2 溶剂萃取工艺研究现状  13-17
    1.1.3 影响萃取的因素  17-21
    1.1.4 萃取物的应用  21-23
  1.2 论文的研究内容、意义及技术路线  23-25
    1.2.1 主要研究内容  23
    1.2.2 论文的研究意义  23-24
    1.2.3 技术路线  24-25
第二章 热萃取试验  25-45
  2.1 试验目的  25
  2.2 试验方法  25-26
  2.3 计算方法  26-27
  2.4 试验样品  27-29
  2.5 各因素对热萃取的影响  29-37
    2.5.1 溶剂性质对热萃取率的影响  29-31
    2.5.2 热萃取温度对热萃取率的影响  31-32
    2.5.3 停留时间对热萃取率的影响  32-33
    2.5.4 溶剂与煤的比例对萃取率的影响  33-34
    2.5.5 不同煤种的热萃取  34-35
    2.5.6 萃取气氛对萃取率的影响  35-36
    2.5.7 煤的预处理与热萃取率的关系  36-37
  2.6 热萃取机理的探索  37-45
第三章 热萃取过程氧元素脱除的研究  45-48
  3.1 试验目的  45
  3.2 试验方法  45
  3.3 计算方法  45-46
  3.4 热萃取过程中氧的脱除规律  46-48
第四章 萃取物的液化特性研究  48-58
  4.1 试验目的  48
  4.2 试验方法  48-50
    4.2.1 高压釜试验  48-49
    4.2.2 实验样品  49-50
  4.3 计算方法  50-51
  4.4 试验结果与讨论  51-57
    4.4.1 氢耗的比较  52-54
    4.4.2 气产率的比较  54
    4.4.3 水产率的比较  54-55
    4.4.4 中间产物的比较  55-56
    4.4.5 油产率的比较  56-57
    4.4.6 转化率的比较  57
  4.5 小结  57-58
第五章 关于煤直接液化新工艺的设想  58-61
第六章 结论与展望  61-63
  6.1 本论文的主要结论  61-62
  6.2 本论文的创新点  62
  6.3 本论文的不足与工作展望  62-63
参考文献  63-68
致谢  68-69
在学期间发表的学术论文  69

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 炼焦化学工业 > 煤炭液化
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