煤直接液化初级产物的物性分析.docx

煤直接液化初级产物的物性分析研究两种不同溶剂条件下，煤直接液化初级产品的物理化学特性，通过实沸点蒸馏装置，将样品油进行了实沸点切割，得到个窄馏分，并考察了各窄馏分的密度、相对分子质量、元素组成及临界性质结果表明，两种煤液化粗油馏分组成差异不大，得到的相应粗油窄馏分的密度、元素组成和相对分子质量等相差也较小加氢后的循环溶剂条件下，煤液化粗油和元素含量较低；最后采用经历关联式对两种煤液化粗油窄馏分的假临界性质进行了计算结果显示，两种油的假临界性质差异不大，且随切割馏程升高假临界温度和假临界体积逐步增大，窄馏分的假临界压力逐步减小煤液化，溶剂，窄馏分，物性分析煤直接液化是在高温、高压、临氢、溶剂和催化剂存在条件下，煤加氢裂解生成液态产品的工艺经过液化产物的物性数据不仅是煤液化基础理论研究、装置设计、生产经过、产品质量控制和油品二次加工等经过中必不可少的基础数据，可以为煤直接液化工艺流程模拟提供必要的输入条件由于煤液化油产业化刚刚起步，目前，煤液化油物化性质的研究均借鉴了石油行业类似的研究方法，即将煤液化油划分为多个虚拟的窄馏分，先研究各窄馏分的基本物理性质，找出同一个窄馏分各种性质之间的相关性，再研究不同窄馏分混合后的混合规律，以及不同压力、不同温度之间的变换规律，近似推断出煤液化油的性质煤液化经过和煤液化油物性的主要影响因素包括煤种、溶剂和反响工艺条件等其中溶剂在煤液化经过中除了具有将煤粉浆态化，改善物料的输送性能以及溶解煤的热解产物等物理作用外，还具有向煤的热解中间产物提供氢和使热解产物稳定化等重要的化学作用在液化反响经过中，起始溶剂不断被煤直接液化生成的溶剂所代替随着反响进行，起始溶剂的影响基本消除，经过溶剂全部为煤直接液化所生成的循环溶剂目前，关于不同溶剂对煤直接液化反响影响的研究，主要集中在溶剂的供氢性及煤直接液化产率方面，而关于不同溶剂对煤直接液化油基础物性影响的研究较少本实验以不同溶剂条件下，煤直接液化初始产品中国神华煤制油化工有限公司上海研究院煤直接液化连续实验装置制备和溶剂为研究对象，通过实沸点蒸馏切割得到窄馏分，并对各窄馏分的密度、相对分子质量、元素组成及假临界参数性质进行了研究实验部分实验原料起始溶剂简称：以脱晶蒽油和洗油混合油为原料，经过加氢用作煤液化起始溶剂循环溶剂简称：液化反响产物经过常压和减压蒸馏分离出全部液体产物，全馏分油经过稳定加氢后，分馏成煤液化稳定油和循环溶剂煤直接液化初始油简称煤液化油：煤加氢液化后未经固液分离和分馏的油称为煤液化初始油，取自的热高分底部和冷高分底部，并按实际产量比例进行混合得到本实验用煤液化初始油原料煤为神东上湾煤，液化反响压力，温度下文把起始溶剂条件下和循环溶剂条件下的煤液化初始油分别简称为和.仪器设备实沸点蒸馏实验采用型实沸点蒸馏仪沈阳施博达仪器仪表有限公司；常温下为液态的窄馏分密度采用型密度计奥地利安东帕公司测定对于常温下不呈液态的窄馏分按照，采用比重瓶法测定其密度；窄馏分相对分子质量的测定采用蒸汽压浸透仪德国公司，溶剂为甲苯；窄馏分的，和元素采用型元素分析仪美国热电公司分析，和元素采用型元素分析仪德国公司分析实沸点蒸馏样品实沸点蒸馏经过分三个阶段进行参照和：第一阶段是常压蒸馏，切取出初馏点的各个馏分；第二阶段是压力下的减压蒸馏，切取出馏点在的各个馏分；第三阶段是压力下的减压蒸馏，切取出馏点的各个馏分蒸馏结束按下面公式计算各馏分的质量收率.结果与讨论实沸点蒸馏实验分别对，和四种油样进行实沸点蒸馏实验，结果见图由图能够看出，和中的的馏分量都较小，质量分数分别约为和；而馏分含量较大，质量分数约为和本实验采用的煤直接液化初始油是热高分底部和冷高分底部所有产物的混合，其中大部分是溶剂这是馏分量较大的主要原因同时，由和的实沸点蒸馏数据可以以看出，两种溶剂油的馏程范围主要在两个煤直接液化初始油蒸馏釜底剩余物质量分数分别为和，这部分主要为样品中重质油、沥青类物质和原料中的未反响煤、煤中矿物质以及催化剂.密度与相对分子质量分别对两种煤液化初级产品和溶剂油的窄馏分进行密度和相对分子质量的分析，结果见第页表其中循环溶剂，最后一个馏分为，中即蒸馏剩余物由表能够看出，对于煤直接液化初始油和两种溶剂油，其窄馏分的密度和相对分子质量均随切割温度的升高而增大和各窄馏分的密度的变化趋势主要能够分为个阶段：由到，馏分密度增幅很大；由到，馏分密度增幅较小；由到，馏分密度增幅也较大这一趋势与朱肖曼等的研究结果一致；同时，在一样切割温度下窄馏分密度略大于对应窄馏分密度工业上在对原油的分类中将密度大于的油品称为重质油由表可知，煤液化油各馏分密度较大，重质油产品含量较多，这一特点使得煤液化油在制备高密度喷气燃料上具有一定的优势由表还能够看出，煤直接液化粗产物和的各窄馏分的相对分子质量差异较小，相对分子质量范围均在，随切割温度的升高，相对分子质量增大综上所述，对于同一种煤的直接液化反响，随液化反响的进行，起始溶剂不断被反响本身产生的循环溶剂所替代，但这一经过对液化反响得到的粗产物窄馏分的性质影响不大这一特点可为煤直接液化流程模拟工作中对油品物性参数的输入提供参考元素组成分别测定不同溶剂及对应直接液化产物窄馏分的元素组成其中，起始溶剂条件下，液化产物窄馏分和起始溶剂的元素分析见表；循环溶剂条件下，液化产物窄馏分和循环溶剂的元素分析见第页表由表能够看出，随着切割温度的升高，和窄馏分中元素含量有增大趋势，元素含量有减小趋势，和元素含量无明显变化规律，这讲明溶剂对产品的和元素含量有一定的影响由表能够看出，随切割温度的升高，和窄馏分的，和元素含量在对应温度下也呈现一样的变化趋势，即元素含量逐步增大，元素含量逐步减小，元素含量先增大后减小再增大比照和的和元素含量能够看出，的和含量普遍低于的和含量，这是煤直接液化经过中循环加氢的结果临界性质临界参数一般对单组分纯化合物才有意义煤液化油即便是切割成窄馏分也是多组分混合物，因而，不能用适用于单组分纯化合物的测定方法来测定其临界参数煤液化油窄馏分的临界参数，是为了研究煤液化油热力学性质之间的关系而人为假设的，被称为假临界参数这些参数对于计算其他热力学性质特别重要，所以借鉴石油馏分的处理方法，对煤液化油假临界性质采用半经历关联式进行计算计算石油馏分假临界参数的方法一般都与一定的热力学性质和传递性质计算方法相配套，大体归纳起来有下面六种：改良的关联式、方法、方法、方法、周佩正推荐式、日本法史士东分别采用基团奉献法和经历关联式法计算了神东煤液化油窄馏分的假临界性质，并比拟了两种结果之间的差异在经历关联式的研究中，综合比拟了六种关联式的结果，发现采用关联式计算得到的结果与基团奉献法计算值之间的误差较小，其计算式如下.由表能够看出，对于同一切割温度下的窄馏分，采用关联式计算得到的两种煤液化油的临界性质差异很小，同时窄馏分的假临界温度和假临界体积均随切割温度的升高而增大，假临界压力随切割温度的升高而减小对两种煤液化初始油进行了实沸点切割，得到个窄馏分油样；初始油实沸点蒸馏曲线表明，两种煤液化初始油的馏分含量都较小，分别约占和；而馏分含量较大，约占和，当蒸馏结束时，釜底剩余物分别为和窄馏分的密度和相对分子质量随着切割温度的升高均逐步增大；对于一样切割温度下的窄馏分，窄馏分密度略大于对应窄馏分的密度，而两者的相对分子质量差异较小，相对分子质量范围均在两种煤液化初始油窄馏分中和元素随窄馏分切割温度的升高分别增加和降低，而和元素呈现出不规律的变化；用不同溶剂得到的煤液化初始油和元素含量分布无明显变化规律两种煤液化粗产品油的临界性质差异很小，且随切割温度的升高，窄馏分的假临界温度和假临界体积逐步增大，而其假临界压力逐步减小.