氫氣在煤液化初始高活性階段的作用.pdf

1、本文以兗州煤為研究對象，通過系統(tǒng)實驗在普通液化條件下，考察了煤液化轉化率隨時間的變化關系，發(fā)現(xiàn)液化過程中存在著初始反應高活性現(xiàn)象，并且分析了不同氣氛對煤液化初始高活性階段的影響：其次，研究了氫氣在兩種不同液化溶劑中的溶解度規(guī)律以及氫氣預溶解對煤液化初始高活性的影響；最后，考察了鉬酸銨及高分散鐵系催化劑對煤液化初始高活性階段的影響。得到了以下主要結論：
　　 普通液化條件下，分別以萘和四氫萘為液化溶劑，發(fā)現(xiàn)液化5min時其轉化率分

2、別達到相同實驗條件下最高轉化率的90．49％和72．36％。這表明初始5min內的液化反應對總轉化率作出巨大貢獻，此階段內反應活性高、反應速度大、完成了絕大部分煤液化反應。
　　 在450℃，氫氣或氮氣冷初壓7Mpa，煤液化初始高活性階段未添加催化劑時，不論以萘還是四氫萘為液化溶劑，氮氣氣氛下的轉化率均略高于同條件下氫氣氣氛下的轉化率，并且各相應液化產(chǎn)物的產(chǎn)率也相差不大，表明氫氣在該反應條件下幾乎沒有參與煤液化反應。
　　

3、 一定條件下，氫氣在四氫萘和萘中溶解度隨著系統(tǒng)中氫氣平衡分壓的增大而線性增火，隨著溫度的升高也增大。根據(jù)氫氣在萘及四氫萘中的溶解速度的不同可將溶解過程分為三個階段：快速溶解階段，慢速溶解階段和溶解平衡階段。尤其值的關注的是，初始5min內，氫氣在兩種溶劑中的溶解量均已達到此條件下最大溶解量的78．54％，表明溶解過程不應是煤液化初始高活性階段氫氣未能有效參與液化反應的主要原因。
　　 通過添加催化劑前后煤樣的TG和DTG曲線對

4、比研究可得，添加高分散鐵系催化劑或鉬酸銨催化劑對原煤的熱解反應影響較小。氮氣氣氛下，不論以萘還是以四氫萘為液化溶劑，添加這兩種催化劑均不能提高初始高活性階段的液化總轉化率；氫氣氣氛下，不論以萘還是以四氫萘為液化溶劑，添加高分散性鐵系催化劑均能促使氫氣參與煤液化反應，使液化總轉化率提高并使液化產(chǎn)物分布趨于輕質化。
　　 在煤液化初始高活性階段，當液化反應系統(tǒng)中溶劑供氫能力較強，溶劑的量充足時，與縮聚反應相比，加氫反應占先，占優(yōu)。液