4种煤与催化裂化油浆共处理的研究——重质产物组成性质的变化规律.pdf

第 “卷 第期中国矿业大学学报 4 / 4 / 7 3 / N F 以及凝胶渗透色谱E O P 2 F分析技术I对石 家庄催化裂化油浆与兖州煤L依兰煤L先锋煤以及汾西煤共处理重质产物的组成L结构和分子量 进行了研究’结果表明A各种煤与2 2 Q R共处理的重质产物具有类似的族组成I芳香份含量显著 增加’共处理重质产物的分子量大都高于假定没有相互作用时煤和2 2 Q R单独处理的算术加和 计算值’重质产物的结构特征与煤的性质相关’ 关键词A共处理J催化裂化油浆J重质产物J分子量 中图分类号A S T 文献标识码AU 阎瑞萍等的研究结果表明V * WI裂化油浆与碳含 量较高的兖州煤和汾西煤有显著的协同作用I可促 进煤的转化I是很好的共处理原料’在煤油共处理 过程中I除有部分轻质产物E主要为油品F生成以 外I甲苯可溶重质产物生成量也很多E为投料量的 XY XF ’因此I研究重质产物的组成性质I开 发重质产物的利用途径I对研究煤油之间的协同效 应和相互作用机理I改善共处理过程的经济性具有 重要的理论指导意义’应用棒状薄层色谱E K 2 F L 核磁共振E * MB ;N F及凝胶渗透色谱E O P 2 F I考察 了种煤与2 2 Q R共处理重质产物的组成L结构和 分子量的变化规律I主要目的是阐明影响重质产物 组成性质的主要因素I为重质产物的开发利用奠定 理论基础’ Z 实验部分 Z ’ Z 实验原料 催化裂化油浆E 2 2 Q R F L兖州煤L汾西煤L依兰 煤和先锋煤的组成性质以及共处理实验及产物的 分离方法详见文献V * W ’ Z ’ [ 重质产物组成性质的分析 Z ’ [ ’ Z 族组成分析 选用日本太阳株式会社的\ 0 9 . 8 0 / MB * “型 薄 层色谱分析仪E K 2 F I色谱柱为该公司的 Q \ \ \ 硅胶型色谱柱’展开溶剂依次选用正己烷L甲苯和 三氯甲烷B甲醇E体积比为C T ]T F I对应展开的组 份分别为饱和份E Q 0 9 - . 0 9 7 8 F L芳香份E U. 0 9 4 8 F及 树 脂E N 7 8 4 / 8 F I剩余未展开的组份为沥青质E U8 B _ 3 0 Ua d 5 K 2 B U高速 液相色谱仪上进行’检测器为A岛津 5a B *型紫 外检测器I检测波长为 T / ’色谱柱A e内 ’ C f T “ “I担 体 为MQ O B * T I移 动 相 为 四 氢 呋 喃 E M‘ F I流速为“ ’ CK b 4 / I测量前首先选用标 准分子量物质进行标定I建立O P 2标准曲线I然后 再以此作为数据处理的依据’插值得到每个流出时 间对应的分子量计算值I并通过加权平均得到样品 的 计 算 值’数 据 利 用 上 海 计 算 技 术 研 究 所 的 2 c *色谱工作站处理’ Z ’ [ ’ g 核磁共振分析 * MB ;N分析是在瑞士布鲁克公司E h . - i 7 . F 收稿日期A “ “ “ * “ * G 基金项目A国家杰出青年基金资助项目E C * T D * F J山西省自然科学基金资助项目E C D * “ * D F 作者简介A闫瑞萍E * C D T B F I女I山西省定襄县人I太原理工大学副教授I工学博士I从事煤转化方面的研究j 万方数据 核磁共振仪 “ , - 重质产物的族组成特征 图.为各种煤单独加氢处理重质产物的族组 成特征由图可知-煤液化重质产物的族组成的共 同特征是饱和份和芳香份含量很低小于8 /1质 量分数3 -重质产物主要由树脂和沥青质组成对煤 化程度较高的兖州煤和汾西煤的重质产物具有相 似的族组成-树脂含量较高-沥青质含量较低而煤 化程度较低的依兰煤和先锋煤的重质产物也具有 相似的族组成树脂含量较低-沥青质含量较高 图.单独加氢处理后重质产物的族组成 A B C . D E F G HI F JH F 6 B K B F LF M ’N AM E F J O B M M P E P L K I F Q R R B S G P M Q I K B F L 图,反映了各种煤与* * T共处理所得重质 产物的族组成特征由图可知-各种煤共处理重质 产物的族组成差别变化很小-或者说各种煤与* * U T共处理后所得重质产物均具有类似的族组成 比较图.和, -各种煤与* * T共处理后-重质产 物中的芳香份含量大大增加-沥青质含量大大降 低这与原料* * T族组成中芳香份含量很高有关 图,各种煤与* * T共处理所得重质产物的族组成 A B C , D E F G HI F JH F 6 B K B F LF M ’N AM E F J I F H E F I P 6 6 B L C F M * * TQ L OO B M M P E P L K I F Q R 6 重质产物的分子量 图为各种煤单独处理及其与* * T共处理 所得重质产物的分子量显然-各种煤单独处理重 质产物分子量大小依次为汾西煤V依兰煤V兖州 煤V先锋煤-但总体来看煤单独加氢处理重质产物 分子量随不同煤种的变化幅度较小1 W 0. 3 由于* * T在 , 8X- JB L下单独加氢处理所 得重质产物的分子量较低1 YE5 , Z 3 -所以共处理 后重质产物分子量普遍低于各种煤单独处理重质 产物的分子量同时-各种煤共处理后重质产物分 子量之间的差别更小1 [ 0W 3 -除兖州煤与* * U T共处理重质产物的分子量较大以外- 其它种 煤共处理重质产物的分子量非常接近-表明* * T 与各种煤共处理可以调配重质产物的分子量 图各种煤单独处理及其 与* * T共处理所得重质产物的分子量 A B C YEF M ’N AM E F J I F Q R R B S G P M Q I K B F L Q L OI F H E F I P 6 6 B L CF M * * TQ L OO B M M P E P L K I F Q R 6 根据* * T和各种煤单独加氢处理重质产物 的分子量及重质产物的生成量-假定没有相互作用 时-按投料比可以算得共处理重质产物分子量的算 术加和计算值实验值与计算值对比可知各种煤 与* * T共处理重质产物的分子量均显著高于计 算值-表明共处理使重质产物的分子量有所增加 \ 重质产物的结构特征 图为各种煤单独处理及其与* * T共处理 所得重质产物的’] *比和芳香度的大小 可见-各种煤单独处理重质产物的’] *比的 大小顺序与共处理后重质产物的’] *比的大小顺 序相同- ’] *比由大到小的顺序依次为兖州煤V 先锋煤V依兰煤V汾西煤-其芳香度的变化顺序正好 相反汾西煤单独处理的 ’] *比最低- 芳香度最 高-这可能是由于其变质程度最高-结构单元的芳 环数多-加氢热解脱去侧链后-重质产物的缩合程 度更高所致变质程度较低的依兰煤和先锋煤由于 氧含量高-在单独处理时需要更多的氢-共处理体 系中的供氢相对不足-在生成大量轻质产物的同 时-重质产物的缩合程度也增加-因此其重质产物 的’] *比较低-芳香度较高兖州煤的液化产物是 其煤本身的良溶剂-且其液化产物的氢含量多- 供氢传递氢的性能好-与 * * T共处理时- * * T _Z 第期闫瑞萍等种煤与催化裂化油浆共处理的研究 万方数据 也是兖州煤供氢传递氢性能优良的好溶剂因此 兖州煤无论是单独加氢液化还是共处理不仅对轻 质产物的加氢效果好“轻质产物产率高而且对重 质产物的加氢效果也较好使重质产物的 6 7 / 5 0 , 1 2/ 2 35 1 ’ 图是各种煤单独处理及其与 6 7 / 5 0 , 1 2/ 2 35 1 ; A B C DD, ; E F 8 G A C B ; F A H ; G B ; A I I K LH K J A B K ; K E C E F M C “F ; N I ; F O A K C P ; E FB E C ; ; K J C ; K I 3 6 4 Q K A B L MR S H A F I “ T T 9 “ 8 / U V 3 0 4 W E K- “X , “Y E K LZ - C H J M; [ I C B H C H B E F G E B E L B ; H G IJ H B K L ; E F F ‘ H A [ E C ; K ; ; E F ; K O A B I ; K 3 6 4 Q K 8 A B L MRS H A F I “ T T 7 1 * * / 8 U * , ; G B ; A I I K L; [ S ; H B , K A I A, ; E F I N C , E C E F M C - F H B B M. F 55, ; C ; K I e_fa H 8 G K L “ /“Y Dg 6 8 I A K L“e_f6 E K 8 F “X h g Y A K 8 M H 1 - C E C AiA MX E ; B E C ; B M; [ , ; E F , ; K O A B I ; K “h K I C C H C A; [ , ; E F , A E J A A K A I “ E M H E K “- E K j 7 0 7 7 7 “, K E / , ; F F A L A; [ b K K LQ K L K A A B K L “ E M H E KgK O A B I C M; [ A K ; F ; L M “ E M H E K “- E K j 7 0 7 7 7 “, K E k l m n o p q n , ; C ; K I1 D - S [ B ; ; G B ; A I I K L ; E F I ; [ eE K r ; H1 eY “S A K j 1 S s “e F E K1 eX “E K Js E K [ A K L ; E F I1 s S N C - t E r H E K L E C E F M C I F H B B M ; F 1 , , - . NA B AI C H J A JH I K LC AC KF E M A B B ; F A E B B A I ; K E K A1 fba E K JL A F G A B B ; C I ; [ , , - .E J J C ; K; K X , ; C H B E F G E B E A I I K L; [ , , - .E K JJ [ [ A B A K C ; E F I E O AEI ; ; K C A K C ; [ E B ; I K B A E I A I I L K [ E K C F M “E K JC AE I G E F C A K A I J A B A E I A I L B A E C F ME [ C A B ; G B ; A I I K L A H F E B NA L C ; [ D - S[ B ; ; G B ; A I I K L I L A B C E KC A E F H F E C A JO E F H A[ B ; ; E F E K J, , - . M J B ; L A K E C ; K; KC AI E ; K J C ; K I AI C B H C H B A; [ D - S I B A F E C A JC ;C AG B ; G A B C A I ; [ B E N ; E F uv wx y o z m ; G B ; A I I K L E C E F M C I F H B B M; F A E O MC ; F H A K AI ; F H F A[ B E C ; K I H F E B NA L C T0 第*期闫瑞萍等*种煤与催化裂化油浆共处理的研究 万方数据