煤沥青的电化学加氢：Ⅲ.中间相沥青的电化学加氢

在隔离式电解槽中，以泡沫铅作阴极，铂作阳极，饱和甘汞电极作为参考电极，以ＤＭＦ＋ＥｔＯＨ＋Ｈ２Ｏ＋Ｂｕ４ＮＢｒ作电妥体系，对太原钢铁公司焦化厂煤沥青为原料制得的中间相沥青进行了电化学加氢的研究，考察了电解电位，温度，溶剂浓度等对国氢的影响。     

煤沥青的电化学加氢

为选择适于作为碳纤维原料的煤沥青，对三咱中低温煤沥青的预处理和组成结构进行研究，同时对其中的太钢煤沥青进行了热缩聚制取中间相沥青的结构变化分析。研究分析结果表明，只要经过合适的工艺路线进行处理，这三种煤沥青都有可能作为沥青基碳纤维的原料。     

渣油加氢处理前后沥青质的微观结构研究

采用元素分析、扫描电镜和透射电镜等分析方法对渣油原料中的沥青质、加氢处理后的沥青质及添加高芳香性轻循环油(LCO)反应后的沥青质进行对比研究。结果发现,渣油加氢处理前后沥青质的表面呈现出光滑表面和多孔的球形颗粒表面两种完全不同的形貌。渣油加氢前后沥青质的芳核堆砌表现出明显的长程无序局部有序的特征;加氢处理后的沥青质芳核片层易于堆砌,出现了多层堆砌、长程有序的类石墨结构。渣油中高芳香性LCO的添加有利于促进沥青质的加氢反应、改善沥青质芳核系统在渣油加氢处理过程中的聚集行为。     

煤加氢液化研究—沥青烯的加氢裂解

在快速升温和冷却的共振搅拌反应器中,以四氢萘为溶剂,对用山东滕县煤制备的沥青烯进行了加氢裂解试验。反应条件如下:反应温度380—430℃,氢初压9.0MPa,名义反应时间0—27min。试验结果表明,沥青烯加氢裂解的初始阶段为一级反应。计算了初始阶段的反应速度常数和表观活化能;加预硫化Ni-Mo催化剂(3673)时△E为140kJ/mol,不加催化剂时△E为174kJ/mol,与文献结果一致。试验还比较了3673、氧化铁、硫铁矿、德国赤泥和海南岛铁矿等催化剂对沥青烯加氢裂解的催化活性,其顺序为3673(预硫化)>Fe_2O_3 S>Fe_2O_3 Al_2O_3 S,德国赤泥 S,硫铁矿>海南岛铁矿 S。     

煤沥青的电化学加氢──Ⅰ．原料煤沥青的预处理和组成结构分析

为选择适于作为碳纤维原料的煤沥青，对三种中低温煤沥青的预处理和组成结构进行了研究，同时对其中的太钢煤沥青进行了热缩聚制取中间相沥青的结构变化分析。研究分析结果表明，只要经过合适的工艺路线进行处理，这三种煤沥青都有可能作为沥青基碳纤维的原料。     

超声波处理对加氢反应前后沥青质单元分子结构的影响

以胜利减渣和沙轻减渣为原料,研究了超声波处理对加氢反应前后沥青质单元分子结构的影响,并结合1H-NMR数据、沥青质单元分子参数变化和红外光谱分析等结果,用Chem Bio Draw Ultra 2012模拟出不同条件下两种沥青质单元分子的结构。结果表明,超声波处理减少了沥青质的缔合数,使沥青质单元分子发生开环反应和脱烷基侧链反应加剧,改变了沥青质单元分子的结构,对加氢后沥青质单元分子的结构和组成产生重要影响。沥青质单元分子模型可形象体现超声波处理对加氢反应前后沥青质单元分子化学结构的影响,有助于在分子水平上解释超声波处理影响沥青质单元分子的原因。     

超声波处理对加氢反应前后沥青质单元分子结构的影响

以胜利减渣和沙轻减渣为原料,研究了超声波处理对加氢反应前后沥青质单元分子结构的影响,并结合¹H-NMR数据、沥青质单元分子参数变化和红外光谱分析等结果,用Chem Bio Draw Ultra 2012模拟出不同条件下两种沥青质单元分子的结构。结果表明,超声波处理减少了沥青质的缔合数,使沥青质单元分子发生开环反应和脱烷基侧链反应加剧,改变了沥青质单元分子的结构,对加氢后沥青质单元分子的结构和组成产生重要影响。沥青质单元分子模型可形象体现超声波处理对加氢反应前后沥青质单元分子化学结构的影响,有助于在分子水平上解释超声波处理影响沥青质单元分子的原因。     

沥青质含量对渣油加氢转化残渣油收率和性质的影响

以塔河常渣脱沥青油掺兑不同含量的沥青质为原料,于高压釜反应器内进行加氢转化反应实验,考察沥青质含量对渣油加氢转化残渣油收率和性质的影响。研究结果表明,随原料中沥青质含量的增加,加氢残渣油的收率逐渐降低,加氢残渣油中的沥青质和焦炭产量之和与原料中沥青质含量的比值逐渐减小,在实验选定的条件下,高沥青质含量时沥青质更倾向于发生氢解反应生成小分子组分。与原料相比,反应后所得>350 ℃残渣油的平均相对分子质量、H/C摩尔比减小,密度增大,硫含量降低,氮含量增加,饱和分和沥青质含量增加,芳香分及胶质含量降低。随渣油中沥青质含量的增加,硫、氮脱除率先增加后降低。     

渣油加氢转化前后沥青质的分子组成变化

沥青质是造成渣油加氢过程中结焦和催化剂失活的主要因素,深入研究渣油加氢转化前后沥青质的分子组成变化对于改进渣油加氢工艺有着重要的指导意义.本文采用傅里叶变换离子回旋共振质谱仪(FT-ICR MS)研究了塔河减渣加氢转化过程中沥青质组分的分子组成差异.为了减少沥青质分子之间的相互干扰和抑制,通过固相萃取技术对渣油加氢前后得到的沥青质进行了分离,并对比了其中主要化合物在分离前后的详细分子组成.利用固相萃取技术分离之后,还可以对加氢后沥青质中微量的卟啉钒化合物进行富集,并研究了在渣油加氢前后沥青质中的卟啉钒化合物的分子组成变化.研究表明,对沥青质样品进行更细致的分离可以得到丰富、全面的沥青质分子组成数据,为石油加工提供更有价值的分子结构信息.     

Pb/DMF-EtOH体系中煤炭的电化学加氢：利用溶液萃取法研究煤炭在电解过程中的结构变化

以DMF（氮,氮-二甲基甲酰胺）/乙醇为电解质溶液,研究了煤炭在铅电极表面的电化学加氢作用。利用有机溶剂萃取得到电解产物,并对其进行表征。通过元素分析分析发现,电解产物H/C原子比有了显著提高,体现出该电解体系较高的加氢效率。红外光谱显示,电解过程中C=O 键和芳环结构得到了有效还原。煤分子结构中的桥键,如 C-O-C,也发生了裂解反应。通过 ¹H-NMR分析,进一步印证了煤电解过程中的结构变化,并提出了可能的反应机理。     

Pb/DMF-EtOH体系中煤炭的电化学加氢:利用溶液萃取法研究煤炭在电解过程中的结构变化(英文)

以DMF(氮,氮-二甲基甲酰胺)/乙醇为电解质溶液,研究了煤炭在铅电极表面的电化学加氢作用。利用有机溶剂萃取得到电解产物,并对其进行表征。通过元素分析分析发现,电解产物H/C原子比有了显著提高,体现出该电解体系较高的加氢效率。红外光谱显示,电解过程中C=O键和芳环结构得到了有效还原。煤分子结构中的桥键,如C-O-C,也发生了裂解反应。通过1H-NMR分析,进一步印证了煤电解过程中的结构变化,并提出了可能的反应机理。     

几种煤沥青热转化过程的对比

几种煤沥青热转化过程的对比冯映桐，水恒福，袁晓敏（华东冶金学院，马鞍山２４３００２）关键词　煤沥青，热转化，针状焦原料用于制取炼钢用超高功率电极的针状焦，其原料煤沥青的组成和性质首先要满足要求。本文选择了典型的五种煤沥青籍离心法预处理把影响热转化过程...     

胜利褐煤液化沥青烯光谱表征

以胜利褐煤为原料,通过不同条件下加氢液化制备了相应的沥青烯,利用元素分析、红外光谱、紫外可见光谱和荧光光谱等分析技术对所制备的沥青烯进行了结构表征,探讨了氢气初压和液化温度对沥青烯结构的影响。结果表明,胜利褐煤液化活性高,沥青烯和前沥青烯等重质中间物收率较低。胜利褐煤沥青烯中芳香体系主要以2~3环缩合芳环及联苯类芳香结构为主。提高氢气初始压力,可以促进煤的加氢裂解及AS脱羟基。高温、高氢压有利于AS中芳环取代基的加氢裂解。相对而言,荧光光谱是沥青烯芳香结构的有效表征手段,其荧光光谱特征结果与元素分析、H/C原子比间存在明显的相关性。     

煤基前沥青烯的FeS+S催化加氢动力学研究（英文）

为了优化煤直接液化工艺条件和提高油收率,本研究利用30 m L高压管式反应釜研究了煤直接液化重质产物前沥青烯加氢液化行为,考察了Fe S+S催化剂下反应温度(380、400、420和440℃)、液化时间(0、5、10、20、30和60 min)、5.0 MPa氢初压和四氢萘溶剂条件下前沥青烯液化转化行为,同时考察了前沥青烯的催化加氢液化反应动力学。利用集总动力学法建立了FeS+S催化前沥青烯加氢的动力学模型。研究表明,前沥青烯加氢直接生成沥青烯和焦渣,而沥青烯进一步加氢裂解生成油和气,高温下发生明显的逆向缩合反应,即前沥青烯生成焦渣和沥青烯生成前沥青烯。温度和反应时间的增加有利于提高前沥青烯的转化率和油气收率,440°C下反应60 min时,前沥青烯的转化率为79.45%,油气收率为34.7%。380-440℃温度下,动力学模型能够较好地描述小龙潭液化产物前沥青烯的加氢转化行为,各步转化均符合Arrhenius表观活化能公式,并且活化能变化为50-245 k J/mol。     

沉积有机质的加氢热解及其地球化学信息研究

用加氢热解(hydropyrolysis)释放高演化源岩干酪根和沥青分子网络中共价键结合的生物标志物,在恢复原始有机地球化学信息方面具有重要的意义,可应用于源岩有机质生源确定、成熟度确定、古沉积环境判识以及油/源对比等.实验表明,样品沥青“A“与加氢热解产物中生物标志物的组成存在一定的差异,加氢热解产物中含有丰富的地球化学信息.加氢热解具有产物收率高、结构重排少、生物特征保持完整等特点,能够合理地释放出沉积有机质分子骨架中具有原生性的组分,保持完整的原始生物标志物结构和立体化学特征.加氢热解技术为油气地球化学研究开辟了新途径.     

渣油在加氢处理中的性质和结构变化规律研究

利用渣油加氢处理中试装置,获得了经过脱金属催化剂、脱硫催化剂和脱氮催化剂的系列渣油加氢处理产物,分析了各产物的性质。随加氢深度增加,硫、氮、残炭、镍和钒在渣油加氢产物中的的质量分数降低,总脱除率分别为84.9%、51.3%、62.8%、84.8%和94.0%。各产物的组分分布发生变化,饱和分组分增加,芳香分、胶质、沥青质组分减少,重组分胶质和沥青质组分的转化分别达到了57.5%和73.3%。以核磁共振为基础计算了渣油加氢产物组分的平均结构参数。结果表明,芳香分和胶质组分单元结构芳香环数和环烷环数减少,芳香碳分率fA、环烷碳分率fN和烷基碳分率fP变化不明显;而沥青质分子fA增加,fN和fP降低。从平均结构参数还可以看出,不同加氢产物同一种组分在结构上有其共性,但不同组分有明显区别。     

基于碳数分布和族组成分析的脱沥青油加氢异构反应产物分析及优化利用

在连续固定床小试装置中氢压9.0MPa、380℃和体积空速0.8h－1考察了脱沥青油(DAO)的加氢异构性能，采用高温GC-MS方法对DAO加氢异构实沸点蒸馏产物的碳数分布和族组成分布进行了表征。结果表明，轻组分随切割温度的上升黏度和收率增加，单环环烷烃含量急剧下降。重组分随切割温度的上升产品的碳数分布变宽变平，异构直链烷烃质量分数基本保持不变，单环环烷烃质量分数的变化对产品的黏度指数(VI)值和倾点产生显著影响。380℃以上重组分产物的VI和低温性质可满足生产不同牌号的API II类高档润滑油基础油标准。     

煤沥青与石油沥青混合调制道路沥青的研究

采用高效剪切分散仪考察了调配温度、调配时间、搅拌方法等工艺对煤沥青混合石油沥青性能的影响,对优选的样品进行了离析实验、抗老化性能及流变性能评价。结果表明,调配工艺对煤沥青在石油沥青中的分散有重要影响,调配温度的升高、调配时间的延长能促进煤沥青在石油沥青中分散但也会导致调配沥青的老化;煤沥青粒径对调配沥青性能有重要影响,对优选样品的进一步评价表明,调配沥青有好的耐高温流变性能和抗热氧老化性能,储存稳定性可以解决。     

用^13C—NMR及DEPT技术分析气煤加氢产物中沥青烯段分的组成结构

用＾１３Ｃ－ＮＭＲ及ＤＥＰＴ技术，对抚顺老虎台气煤吡啶抽提残煤热解加氢产物中沥青烯段分进行了表征。结果表明：各组分平均分子结构中的芳环并非完全缩聚，而且有亚甲基或联苯型键所连接的小芳香单元。计算得到了各组分的平均分子结构中含有的芳香环数、芳核片数和平均取代度。这些结果对于推断原始煤的大分子结构具有参考价值。     

超声波处理对渣油加氢过程的影响

对四种减压渣油的超声波处理前后渣油加氢反应产物分布研究表明,超声波处理后渣油加氢反应的焦炭和>500℃残渣油收率降低,气体、汽油、柴油和VGO收率提高,轻油产率提高6~10个百分点,渣油转化率增大,轻质化性能明显增强;不同渣油经超声波处理后的加氢反应性能改变不同;利用超声波处理后渣油加氢的虹吸作用模型,从宏观层次解释了超声波改善渣油加氢效果的原因;超声波处理后杂原子的脱除效果均有不同程度的提高,尤其是对金属钒的脱除影响最为明显。超声波处理后加氢残渣油的饱和分和沥青质含量增加,芳香分和胶质的含量减少。