离子液体溶胀对煤直接液化残渣结构及热解性能的影响

采用四种相同阴离子不同有机链长阳离子的离子液体([EMIM][MeSO_4]、[BMIM][MeSO_4]、[HMIM][MeSO_4]和[OMIM][MeSO_4])对煤直接液化残渣(DCLR)进行溶胀处理,通过SEM、FT-IR和TG-DTG表征,分析了各离子液体溶胀对煤直接液化残渣溶胀效果、表面形貌、官能团分布、主体结构和热解性能的影响。溶胀结果表明,不同链长离子液体对煤直接液化残渣具有不同的溶胀效果,[HMIM][MeSO_4]对残渣溶胀效果最好,其溶胀度高达1.78。FT-IR表明,不同链长离子液体会不同程度地破坏煤中C-H键,使得脂肪族和芳香族类化合物的相对含量有所差异。由TG-DTG可知,不同链长离子液体溶胀对残渣热解性能的影响具有较大差异,其中,以离子液体[OMIM][MeSO_4]溶胀对残渣的热解最为有利,失重率高达47.5%;而离子液体[BMIM][MeSO_4]溶胀在一定程度上抑制了残渣的热解,其失重率低于未经溶胀处理的残渣。基于Coats-Redfern法的热解动力学分析表明,煤直接液化残渣及其溶胀残渣在低温段(180-480℃)的热解过程均符合二级反应动力学,高温段(480-825℃)均以三级和四级反应动力学为宜。另外,不同链长离子液体溶胀处理明显改变了残渣的热解活化能,其链越长残渣的热解活化能越高。     

基于Hansen溶度参数的煤直接液化残渣超临界萃取

以丙酮、 异丙醇和苯为溶剂在超临界状态下对煤直接液化残渣进行萃取, 应用溶度参数分析了超临界萃取环境中溶剂和萃取原料的变化; 基于Hansen拓展方法建立了关联Hansen溶度参数和萃取收率的理论方程. 结果表明, 临界温度较高. 以色散力溶度参数为主的苯的萃取收率明显高于其它2种溶剂; 液化残渣中可萃出组分的理想溶解度随温度的升高而增大, 该效应也是超临界溶剂萃取重质组分时萃取收率提高的重要原因; 萃取收率与Hansen溶度参数之间的回归模型与实验结果具有较好的一致性, 证明Hansen溶度参数理论和Hansen拓展方法适用于描述煤直接液化残渣的超临界萃取过程.     

煤直接液化残渣及其萃取产物的热重分析

利用热天平考察了神华和胜利两种典型中国煤直接液化残渣及其萃取产物的失重曲线。实验表明,神华残渣和胜利残渣的轻质组分含量相近,其失重率也相近,但轻质组分组成不同使得失重过程并不一致 。升温速率增加,热解最大失重速率增加,最大失重速率温度升高。以残渣各组分失重曲线拟合得到的残渣失重曲线可近似表示残渣的失重曲线。动力学分析表明,由实验数据拟合的活化能和指前因子计算得到的失重曲线,与实际实验得到的失重曲线较为一致。液化残渣在低温区失重率很高,而且这部分失重产物可以通过溶剂萃取的方式得到。     

增容剂对煤直接液化残渣改性沥青低温性能的影响

为了评价不同增容剂对煤直接液化残渣改性沥青低温性能的影响,首先,通过正交实验确定出三种增容剂（硅烷偶联剂、苯甲醛、二甲苯）各自的最佳掺量及掺入方式;其次,采用双边缺口拉伸（DENT）试验评价加入三种增容剂后沥青的低温抗延性断裂性能;最后,结合SEM照片并利用Image Pro plus图像处理软件计算加入三种增容剂后沥青中煤直接液化残渣的分散面积比,以定量地表征三种增容剂对煤直接液化残渣改性沥青低温性能的改善效果。结果表明,加入适量增容剂在一定程度上有助于煤直接液化残渣在沥青中的分散,提高两者之间的相容性,保持煤直接液化残渣改性沥青体系的长期稳定状态,避免因煤直接液化残渣的沉淀聚集而在相界面产生应力集中,增强煤直接液化残渣改性沥青的低温抗延性断裂性能。三种增容剂对煤直接液化残渣改性沥青低温性能改善效果不同,硅烷偶联剂最优,次之为苯甲醛,最差为二甲苯。     

溶剂对煤液化影响的研究

用共振搅拌反应器研究了煤液化过程中溶剂的作用,结果表明,用大分子直链脂肪烃、单环苯系列化合物作溶剂,煤转化率较低。比较不同环数化合物作溶剂对应的煤转化率可得,单环苯系列< 两环萘系列<三环蒽、菲。使用芘溶剂和萘溶剂转化率相近;酚类化合物不适合作煤液化的溶剂;同系列物相比,煤转化率次序为,部分氢化芳香化合物作溶剂>带侧链的芳香化合物作溶剂>芳香化合物作溶剂>完全氢化芳香化合物(环烷烃)作溶剂。气氛对煤转化率的影响与所用溶剂的种类有关,用十氢萘和甲基萘做溶剂时,气氛的影响很小,使用四氢萘时,气氛的影响很大。     

煤直接液化油品组分分析研究进展

综述了近年来煤直接液化油品组分分析方面的研究进展,主要包括单体烃组成、族组成和碳数分布、杂原子化合物的分析等方面。并对其发展趋势作了简要展望(引用文献30篇)。     

煤直接液化残渣溶剂萃取组分的热解行为研究

利用热重技术和固定床热解/在线质谱检测技术研究了残渣萃取组分重质油(HS)、沥青烯(A)、前沥青烯(PA)和四氢呋喃不溶物(THFIS)的热解特性,并尝试探讨了各萃取组分的热解行为与加氢行为之间的关系。研究结果表明,残渣中各萃取组分的加氢转化能力与其热分解能力有关。四种组分在SHR加氢液化产生的正协同作用的原因,在于各萃取组分之间的相互作用导致了HS和A族组分中的某些低温挥发组分,在较低温度区间不挥发逸出,而在较高温度区间裂解,迎合了加氢液化对自由基碎片的需求。但PA的存在有利于缩聚反应的发生,可促进裂解产物的再聚合,从而对加氢液化产生不利影响。     

胜利煤液化油煤浆表观黏度的影响因素研究

采用高温黏度计测定了胜利褐煤液化油煤浆在常压加热条件下的表观黏度,考察了煤浆质量分数、煤粉粒径、溶剂性质以及温度、剪切时间、剪切速率、溶胀等因素对煤浆体系表观黏度的影响。在常压室温至350℃的范围内,比较了胜利煤在起始溶剂和循环溶剂两种煤浆体系中的表观黏度。研究结果表明,胜利液化油煤浆体系是一种非牛顿流体,随着温度的升高,煤浆体系的黏度呈现先快速下降,然后基本保持不变,最后又逐渐上升的趋势。煤浆黏度保持不变的温度区间和黏度开始出现增加的温度随着煤浆的质量分数、煤粉的粒径以及配制煤浆所用溶剂的不同而不同。     

神华煤直接液化残渣超临界溶剂萃取研究

利用甲苯、苯和乙醇三种溶剂在反应釜中对神华煤直接液化残渣进行了超临界溶剂萃取,考察了压力、温度、萃取时间、溶剂/残渣比等对萃取产物收率和重质液体萃取组成的影响。结果表明,以甲苯为溶剂进行萃取时,萃取时间对重质液体产率及HS和A收率的影响不大,而温度、压力以及溶剂/残渣质量比都会影响萃取产物的产率及组成。溶剂超临界萃取过程中,有其他组分向HS组分转化,提高了HS的收率。三种溶剂中,苯显示了和甲苯相似的萃取性能,而乙醇的萃取性能相比苯和甲苯则较差,但乙醇萃取得到的重质液体中轻质组分含量高于苯和甲苯。萃取过程中,残渣中的灰分和硫分主要富集至萃取残渣中。     

煤直接液化残渣对道路沥青改性作用的初步评价

现代交通具有轴载重、通量大和轮胎内压高的特点,因此,对公路路面提出了更高的要求。沥青是路面材料的重要组分之一,起黏结剂的作用,但由于沥青自身的温度敏感性,直接来自原油的道路沥青或重交通道路沥青自身不能满足要求。随着四季自然条件的变化,沥青变软或变硬,以致老化变脆,使路面发生损坏如车辙、开裂、剥离等。为了改善道路沥青路面的使用性能,使用改性沥青是解决这一问题的重要方法。改性沥青是在常规道路沥青中添加改性剂后的均匀沥青混合物。目前,大部分的高速公路的铺设均使用改性沥青。     

煤直接液化残渣的热解特性研究

利用热重、固定床热解和红外光谱技术研究煤直接液化残渣的热解特性及热解产物分布、组成和性质,考察了热解回收油品的适用条件。结果表明,450℃~500℃下神华煤液化残渣(SHR)和胜利煤液化残渣(SLR)热解油产率分别约为32%和20%,450℃后升高温度对油产率影响不大,但会使热解油中沥青烯(A)含量增加。SHR的热解油主要是己烷可溶物组分(HS),与SHR中HS结构相似。但SLR的热解油中A组分含量接近50%。SHR中的HS组分在热解时的聚合并不明显;而SLR中的HS组分在热解过程中伴随明显的聚合,导致热解油中含有大量的沥青烯。在400℃~500℃,两种残渣中A均有向热解油转化的趋势,而且SLR中A组分表现出了较大的逸出能力。但从热解产物组成分布分析,A的逸出还是少量的,一部分分解产生油品,一部分与前沥青烯和四氢呋喃不溶物(THFIS)一起形成了半焦。     

兖州煤环己酮抽提物的组成,结构及性质研究

前沥青烯及沥青烯是环己酮抽出物的主要级分，它们与原煤有相近的元素组成，并且分子量较大，因此抽出物的组成与结构较好地反映出原煤的组成与结构，本文通过红外光谱，核磁共振的研究讨论了抽出物中有沥青烯及沥青烯级分的结构特点，并由核磁共振氢谱数据计算抽出物的平均分子结构参数，前沥青烯及沥青烯级分的芳香度分别为０．７２和０．６３。     

神华煤直接液化残渣水蒸气和CO_2气化反应性研究

分别对神华煤和神华煤直接液化残渣的水蒸气和CO2气化反应性进行了研究。结果表明,水蒸气气化反应中,煤半焦的反应性强于残渣半焦;CO2气化反应中,残渣半焦的反应性强于煤半焦。这主要是影响煤和残渣水蒸气和CO2气化反应性的关键因素不同。水蒸气气化反应受煤化程度的影响较大,而CO2气化反应受煤化程度的影响较小,受矿物质催化作用的影响大。     

煤的超临界醇萃取脱硫：Ⅱ.碱处理及溶剂组成的影响

在半连续和间歇式反应器中考察了不同的碱处理方式和溶剂组成对煤脱硫的影响。半连续实验结果表明，用浸泡法处理煤样时随碱浓度的增加，脱硫率增加，但当碱浓度大于１０％，浸泡时间超过３０ｍｉｎ后，脱硫率又下降。用醇碱液作为萃取溶剂可明显地提高脱硫率，最高为５９．６％。改变溶剂组成并不能显著地影响脱硫率，当甲醇／水＝１∶１（摩尔）时，有机硫的脱除率最大（３２．９％。间歇釜实验结果证实，当碱／煤比大于０．５后，     

中心切割二维GC-MS法测定煤直接液化加氢改质油组成

采用SYD-6536C石油产品蒸馏试验器取煤直接液化加氢改质全馏分油55.2～138.2℃的馏分段,建立了一种运用中心切割二维GC-MS法研究其单体烃组成的分析方法。实验采用PONA毛细管气相色谱柱(50m×200μm×0.5μm)对色谱条件进行优化,找到煤直接液化加氢改质油55.2～138.2℃馏分段的最佳分离条件。被测样品首先在第一根色谱柱上进行分离,然后使用Dean Switch微流控制系统把目标化合物切割至第二根色谱柱(DB-35MS 30m×250μm×0.25μm)上,进一步分离。实验将烃类化合物在PONA柱上的色谱保留规律、化合物保留指数、标准化合物保留值及质谱谱库检索等多种方法联合对煤直接液化加氢改质油在55.2～138.2℃的馏分段中66种化合物进行定性分析。鉴于被测油样中化合物的结构性质相近,忽略化合物相对校正因子的影响,采用面积归一化法NORM%进行定量分析。该方法方便快捷、精确度高,适用于低馏分段的煤直接液化加氢改质油的分析,同时也为高馏分段煤直接液化加氢改质油和其他种类油样的单体烃组成分析提供了参考。     

煤直接液化残渣制备水渣浆成浆性的研究

以煤直接液化残渣制备了水渣浆，考察了粒径分布、搅拌时间、分散剂的用量及种类对水渣浆性质的影响。根据实验确定了制备水渣浆的最佳工艺参数：Alfred粒径分布模型（d_280~154μm、d_154~74μm、d_<74μm 质量分数分别为14%、16%、70%），搅拌时间20 min，分散剂加入量为干渣基1.0%。实验结果表明，液化残渣制备水渣浆的定黏质量分数分别为73.5%（NSF）和71.0%（SL）。分散剂萘磺酸盐甲醛缩合物（NSF）的分散降黏效果优于改性碱木质素磺酸钠（SL），而水渣浆的流变性，分散剂SL要优于分散剂NSF。     

煤与废塑料共液化中国转移的示踪试验研究：Ⅰ．溶剂的作用

采用放射性同位素^3H标记的四氯萘溶进行了先锋褐煤与低密度聚乙烯（LDPE）的共液化示踪试验，并考察了钼灰（FAMo)和Fe2O3 S催化剂的影响。应用液体闪烁计数器测量了各液化产物中的放射性活度，以研究煤与废塑料共液化中的氢转移。结果表明：在先锋褐煤与LDPE塑料共液化反应的实始阶段，存在着四氢萘溶剂的供氢作用，而且这种供氢作用不受催化剂的影响，只是热力作用的结果，使用加氢蒽油（HAO）和四氢萘（TNH）溶剂混和物作为共液化溶剂时，先锋褐煤与LDPE共液化反应初期的熔剂供氢还存在着竞争转移，其主要取决于溶剂的脱氢能力。     

煤与废塑料共液化中氢转移的示踪试验研究

采用放射性同位素3H标记的四氢萘溶剂进行了先锋褐煤与低密度聚乙烯（LDPE）的共液化示踪试验,并考察了钼灰（FAMo）和Fe2O3+S催化剂的影响。应用液体闪烁计数器测量了各液化产物中的放射性活度,以研究煤与废塑料共液化中的氢转移。结果表明：在先锋褐煤与LDPE塑料共液化反应的初始阶段,存在着四氢萘溶剂的供氢作用,而且这种供氢作用不受催化剂的影响,只是热力作用的结果。使用加氢蒽油（HAO）和四氢萘（THN）溶剂混和物作为共液化溶剂时,先锋褐煤与LDPE共液化反应初期的溶剂供氢还存在着竞争转移,其主要取决于溶剂的脱氢能力。     

煤直接液化残渣焦CO2气化反应的研究

比较了流化床条件下神华煤及其直接液化残渣焦在CO2气氛中的气化反应性,考察了添加液化催化剂、脱除矿物质以及脱除重质油对煤直接液化残渣气化反应的影响规律。结果表明,残渣焦的气化反应性比原煤焦好,残渣焦在1000℃和1100℃的气化反应性指数为0.135和0.290,而原煤焦的则为0.118和0.200。脱灰后残渣焦气化反应性低于脱灰后的煤焦,说明直接液化反应后剩余的难液化物质的气化反应性低于煤焦;未经脱灰处理的残渣焦气化反应性高于煤焦,反映了液化过程中富集的矿物质及铁系催化剂的催化气化活性。脱除残渣中的重质油会降低残渣焦的气化反应性。     

离子液体在微萃取方面的应用进展

离子液体具有蒸汽压低、热稳定性好、溶解性能高、可设计性和多样性等特性,使其在萃取尤其是微萃取方面得到迅速发展和应用.而在单滴微萃取、分散液相微萃取、液-液-液微萃取和固相微萃取中,离子液体更以其较大的粘度、密度及非挥发性等特性,使得微萃取技术更容易操作,无有机溶剂污染,方法的灵敏度更高,且扩展了微萃取的应用范围.文章综述了近年来离子液体在液相微萃取和固相微萃取方面的应用进展,并对其发展趋势进行了展望.