低阶煤温和液化工艺优化与产物特性研究Study on process optimization and product characteristics of mild liquefaction of low-rank coal
唐雯雯,杨春杰,徐静,徐国忠
摘要(Abstract):
为了给低阶煤高效转化利用提供相关基础数据,以神华黑山长焰煤为原料进行了温和液化实验,采用单因素及正交实验确定了重质产物沥青质产率最高的工艺条件:氮气初压3 MPa、温度360℃、催化剂FeS、反应时间60 min,以上条件下沥青质产率最高值可达14.46%;利用气相色谱、气相色谱-质谱、红外光谱、元素分析等表征方法对温和液化产物进行分析,结果表明:神华黑山长焰煤温和液化气体产物以H_2、CH_4、CO、CO_2为主;正己烷可溶油以芳香烃为主,并且含杂原子化合物和少量脂肪烃;固体产物以芳烃结构为主,含脂肪烃和含氧官能团;经FeS催化温和液化后得到的四氢呋喃不溶物中C、H原子比从煤的1.25升至1.40,芳香性增强。
关键词(KeyWords): 低阶煤;温和液化;单因素实验;正交实验;工艺优化;液化产物
基金项目(Foundation): 国家自然科学基金面上项目(No.22378181);; 2024年辽宁省高校基本科研业务费专项资金资助(LJ212410146004)
作者(Author): 唐雯雯,杨春杰,徐静,徐国忠
DOI: 10.19889/j.cnki.10059598.2026.04.021
参考文献(References):
- [1]姜浩强,尹甜,要辉.煤液化沥青的应用研究[J].煤化工,2023,51(4):10-13,78.
- [2]马旭,刘萍,李文军,等.低阶煤催化热解特性及动力学研究[J].洁净煤技术,2024,30(S2):149-153.
- [3]王思琼,王云飞,郑志磊,等.煤直接液化残渣催化热解过程中官能团演变特性研究[J].当代化工,2024,53(9):2078-2083.
- [4]王海奇,黄胜,吴诗勇,等.红柳林煤温和液化性能研究[J].华东理工大学学报(自然科学版),2021,47(2):163-169.
- [5]Fan J M,Zhang Y F,Li N,et al.Experimental study on electrochemical desulfurization of coal liquefaction residue[J].Molecules,2023,28(6):2749.
- [6]王建立,尹甜,姜浩强,等.煤液化沥青组成结构研究进展[J].炭素技术,2024,43(2):6-11,22.
- [7]李肖,李昱琳,田晓冬,等.煤液化残渣的性质及应用现状[J].化学研究,2020,31(1):9-16,95.
- [8]Liang S S,Hou Y C,Wu W Z,et al.Residues characteristics and structural evolution of Naomaohu coal during a mild direct liquefaction process[J].Fuel Processing Technology,2021,215:106753.
- [9]Akhtar M N,Aitani A M,Ummer A C,et al.Review on the catalytic conversion of naphtha to aromatics:Advances and outlook[J].Energy&Fuels,2023,37(4):2586-2607.
- [10]魏征,罗化峰,李通达.煤液化残渣综合利用研究进展[J].煤炭与化工,2023,46(12):85-89.
- [11]位艳宾,刘焕,何伟平,等.煤液化残渣石油醚可溶有机质的组成分析[J].能源技术与管理,2022,47(3):15-17.
- [12]Li H,Peng W C,Gu J L,et al.Study on liquefaction characteristics of lignite in CO atmosphere[J].Journal of Analytical and Applied Pyrolysis,2023,172:105995.
- [13]Wang Z C,Ge Y,Shui H F,et al.Molecular structure and size of asphaltene and preasphaltene from direct coal liquefaction[J].Fuel Processing Technology,2015,137:305-311.
- [14]Kang S B,Zong Z M,Shui H F,et al.Comparison of catalytic hydroliquefaction of Xiaolongtan lignite over FeS,FeS+S and SO42-/ZrO2[J].Energy,2011,36(1):41-45.
- [15]Li P,Zong Z M,Wei X Y,et al.Structural features of liquefaction residue from Shenmu-Fugu subbituminous coal[J].Fuel,2019,242:819-827.
- [16]严帅,夏梓洪,陈彩霞,等.煤催化加氢气化研究进展[J].洁净煤技术,2021,27(1):60-72.