煤液化固渣萃余物的组成结构及铁催化剂活性相回收

1

作者 李导 高山松 +3 位作者 王洪学 谢晶 程时富 王乾浩 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期2115-2123,共9页

为解决大规模煤直接液化催化剂铁源供应问题,同时实现煤液化固渣萃余物的无害化分质利用,从固渣萃余物中回收铁催化剂的角度进行研究,探索采用物理磁选法进行铁催化剂富集回收的可行性。首先采用粒度分析、XRF、XRD、SEM、TG、SEM-EDX... 为解决大规模煤直接液化催化剂铁源供应问题,同时实现煤液化固渣萃余物的无害化分质利用,从固渣萃余物中回收铁催化剂的角度进行研究,探索采用物理磁选法进行铁催化剂富集回收的可行性。首先采用粒度分析、XRF、XRD、SEM、TG、SEM-EDX等表征手段对固渣萃余物进行全面的物化性质表征,确定铁催化剂的质量分数和存在形态。由分析可知,工业装置固渣萃余物主要由未反应煤中的炭及残炭、挥发分及灰分组成,其粒度均匀且没有团聚,其中铁元素质量分数为5.96%,铁物种仍以具有顺磁性的Fe1-xS活性相存在,被未反应煤、残余沥青掺杂、包裹,与各种元素Ca、Si、Al、O等均匀混杂分布在萃余物中。在此基础上,选用4种型式的磁选设备在不同磁场强度下进行磁选富集,并将富集后的样品作为催化剂用于煤直接液化反应,考察其直接液化反应性能。试验结果表明,湿式立环脉动高梯度磁选机一方面将所产生的高梯度磁场力作用于磁性催化剂细粉,同时脉动流体力在一定程度上消除了非磁性颗粒的机械夹杂。在清水作为分散介质及洗涤介质下,更有效地实现了固渣萃余物中铁催化剂细粉的精细分离。在640000 A/m外加磁场强度下,含铁催化剂物料富集率为10.48%,铁元素质量分数可达11.37%,高压釜萃取油产率为41.96%,与无催化剂时相比高7.17%,比固渣萃余物提高8.99%,可掺混至新鲜催化剂中实现有效回用,部分解决催化剂铁源短缺的问题。 展开更多

关键词 煤直接液化 固渣萃余物 铁催化剂 回收 液化性能

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还原时合成气H_2/CO摩尔比对铁基催化剂浆态床费-托合成反应性能的影响 被引量：1

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作者 程时富 常鸿雁 +1 位作者 李骏峰 石玉林 《石油炼制与化工》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期53-58,共6页

在浆态床反应器中,详细考察尾气循环状态下还原时合成气H2/CO摩尔比对SFT418工业铁基费-托合成催化剂还原和反应后的物相以及费-托合成反应性能的影响。结果表明:还原后催化剂的比表面积大幅度下降,平均孔径明显增大,孔体积下降。还原... 在浆态床反应器中,详细考察尾气循环状态下还原时合成气H2/CO摩尔比对SFT418工业铁基费-托合成催化剂还原和反应后的物相以及费-托合成反应性能的影响。结果表明:还原后催化剂的比表面积大幅度下降,平均孔径明显增大,孔体积下降。还原时合成气H2/CO摩尔比影响催化剂的还原程度、费-托合成反应活性和失活速率,在较低H2/CO摩尔比下还原得到的催化剂中铁碳化物含量较高,费-托合成初始反应活性较高,失活速率较大;在较高H2/CO摩尔比下还原得到的催化剂中铁碳化物含量较低,费-托合成初始反应活性较低,但其失活速率比在较低H2/CO摩尔比下还原得到的催化剂低。催化剂还原时适宜的合成气H2/CO摩尔比为20。 展开更多

关键词 浆态床 费-托合成 H2 CO摩尔比 铁碳化物 失活速率

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煤液化沥青基多孔炭的制备及电化学性能研究 被引量：8

3

作者 程时富 《神华科技》 2018年第5期68-72,共5页

以煤液化沥青为炭源,以3种不同形态的SiO_2(正硅酸四乙酯、硅溶胶、纳米SiO_2)为模板,制备多孔炭,通过模板与煤液化沥青的投料比,调整多孔炭的表面结构。采用SEM、N2吸附-脱附、电化学工作站对多孔炭的微观结构和电化学性能进行了研究... 以煤液化沥青为炭源,以3种不同形态的SiO_2(正硅酸四乙酯、硅溶胶、纳米SiO_2)为模板,制备多孔炭,通过模板与煤液化沥青的投料比,调整多孔炭的表面结构。采用SEM、N2吸附-脱附、电化学工作站对多孔炭的微观结构和电化学性能进行了研究。结果表明:模板的类型决定多孔炭材料的孔径分布,以正硅酸四乙酯为模板的多孔炭的平均孔径为2~3nm,以硅溶胶为模板的多孔炭的平均孔径为7.8nm,以纳米SiO_2为模板的多孔炭的平均孔径为12nm。以正硅酸四乙酯为模板时,当SiO_2与煤液化沥青的投料为0.6时,多孔炭的总孔容最大,0.605cm^3/g,比表面积为789m^2/g,且表现出较好的电化学性能,在2000mA/g的电流密度下,比电容为71F/g。 展开更多

关键词 煤液化沥青 模板 多孔炭 孔径分布 电化学性能

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神华煤直接液化技术研发进展 被引量：34

4

作者 李克健 程时富 +5 位作者 蔺华林 章序文 常鸿雁 舒成 白雪梅 王国栋 《洁净煤技术》 CAS 2015年第1期50-55,共6页

我国自主建设的世界首座煤直接液化示范工程神华100万t/a煤直接液化装置于2008年底成功试运行。经过几年的优化和完善,2011—2013年间,神华煤直接示范装置持续稳定运行、连续3a盈利。列举了神华煤直接液化示范装置运行和研发情况,介绍... 我国自主建设的世界首座煤直接液化示范工程神华100万t/a煤直接液化装置于2008年底成功试运行。经过几年的优化和完善,2011—2013年间,神华煤直接示范装置持续稳定运行、连续3a盈利。列举了神华煤直接液化示范装置运行和研发情况,介绍了煤直接液化基础理论研究,煤液化残渣溶剂萃取分离与应用研究。在煤液化沥青应用研究中,重点介绍了在针状焦、防水卷材、配煤捣固炼焦和COPNA树脂制备技术开发方面取得的的应用效果。神华煤直接液化示范工程建设、装置稳定运行并取得较好经济效益的实践表明,我国在煤直接液化领域已取得世界领先地位并日趋成熟。 展开更多

关键词 煤直接液化 技术研发 产业化

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神华煤直接液化残渣的萃取分离与利用研发进展 被引量：9

5

作者 常鸿雁 程时富 +6 位作者 王国栋 向柠 舒成 辛凡文 张元新 章序文 李克健 《煤炭工程》 北大核心 2017年第F05期61-66,共6页

以煤焦油馏分油为溶剂,采用萃取—固液分离—溶剂回收等工艺,分离出了约占煤液化残渣总量50%的煤液化沥青,研究了固液分离对煤液化沥青灰分等参数的影响。对不同灰分的煤液化沥青进行了元素、工业和组分等分析,并在防水卷材、C/C复合材... 以煤焦油馏分油为溶剂,采用萃取—固液分离—溶剂回收等工艺,分离出了约占煤液化残渣总量50%的煤液化沥青,研究了固液分离对煤液化沥青灰分等参数的影响。对不同灰分的煤液化沥青进行了元素、工业和组分等分析,并在防水卷材、C/C复合材料浸渍剂沥青、中间相炭微球、针状焦和高比表面活性炭等方面进行了应用研究。剩下约50%的萃余物可作为气化原料,从而实现了煤液化残渣的高效、清洁利用,形成了一套煤液化残渣萃取分离及应用技术。 展开更多

关键词 煤液化残渣 萃取分离 煤液化沥青 防水卷材 浸渍剂沥青 中间相炭微球 针状焦 高比表面活性炭

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热聚合温度对煤液化沥青制备中间相沥青的影响 被引量：7

6

作者 常鸿雁 张元新 +2 位作者 李克健 章序文 程时富 《洁净煤技术》 CAS 2017年第3期76-80,共5页

为制备优质的中间相沥青,以煤液化沥青为原料,在不同热聚合温度下制备中间相沥青,采用偏光显微镜、红外光谱仪、XRD、热分析等测试仪器对所得中间相沥青进行分析和表征。结果表明,温度对中间相沥青的收率、形貌和结构影响显著。随着温... 为制备优质的中间相沥青,以煤液化沥青为原料,在不同热聚合温度下制备中间相沥青,采用偏光显微镜、红外光谱仪、XRD、热分析等测试仪器对所得中间相沥青进行分析和表征。结果表明,温度对中间相沥青的收率、形貌和结构影响显著。随着温度升高,中间相沥青的收率降至86.2%,H含量降至3.96%,S含量有所下降,残炭率增大;中间相小球体的尺寸增大,逐渐出现融并现象,最终形成广域型中间相;煤液化沥青中的稠环芳烃、芳香烃的含量明显增加,烷烃成分则明显减少;煤液化沥青中的无定型区含量减少,分子的排列与取向性变好。选择低的热缩聚温度(410~420℃),适当延长反应时间有利于反应方向的控制,从而达到制备优质中间相的目的。 展开更多

关键词 热聚合温度 煤液化沥青 中间相沥青 煤直接液化

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神华低温浆态床费托合成铁系催化剂的研究开发 被引量：3

7

作者 石玉林 吕毅军 +4 位作者 王鹏 常海 谢晶 程时富 常鸿雁 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第S1期240-245,共6页

按照工业化煤基浆态床费托合成制油工艺的要求,对沉淀铁催化剂的配方和制备工艺开展了研究。通过系列小试和中试研究,确定了神华低温浆态床费托合成铁系催化剂SFT418的专利配方和制备工艺,创新性地提出以Fe-Cu-K为基本元素,添加S i以提... 按照工业化煤基浆态床费托合成制油工艺的要求,对沉淀铁催化剂的配方和制备工艺开展了研究。通过系列小试和中试研究,确定了神华低温浆态床费托合成铁系催化剂SFT418的专利配方和制备工艺,创新性地提出以Fe-Cu-K为基本元素,添加S i以提高结构稳定性和抗磨性,添加少量具有费托合成活性的第5元素Co,与Fe形成"主-次双活性中心",以提高催化剂的活性和化学稳定性。在此基础上,通过工业生产装置生产了符合要求的催化剂。研究开发得到的催化剂活性高、选择性和稳定性好、机械强度高、球形度好,性能先进,适用于浆态床费托合成工艺。 展开更多

关键词 费托合成 沉淀铁 小试研究 中试技术 工业放大 催化剂

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煤液化沥青制备针状焦的试验研究 被引量：6

8

作者 常鸿雁 张元新 +2 位作者 李克健 章序文 程时富 《煤炭技术》 北大核心 2017年第8期274-276,共3页

以煤液化沥青为原料,在高压釜中进行热缩聚炭化合成针状焦,通过偏光显微镜及扫描电子显微镜SEM对产物的形貌和组织结构进行了表征分析。试验结果表明:炭化温度是影响针状焦性能的主要因素,炭化温度为420℃~440℃时得到针状焦的性能较好... 以煤液化沥青为原料,在高压釜中进行热缩聚炭化合成针状焦,通过偏光显微镜及扫描电子显微镜SEM对产物的形貌和组织结构进行了表征分析。试验结果表明:炭化温度是影响针状焦性能的主要因素,炭化温度为420℃~440℃时得到针状焦的性能较好;炭化时间延长,有利于针状焦的粉末电阻率和真密度的增大。在中试装置上制备出了各项指标优于或相当于国外某品牌优质针状焦。 展开更多

关键词 煤液化沥青 针状焦 炭化条件

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煤液化残渣及其萃取物的热解特性研究 被引量：8

9

作者 常鸿雁 李克健 +2 位作者 章序文 程时富 张元新 《神华科技》 2015年第6期70-74,共5页

通过热重分析技术,考察了煤液化残渣及其萃取物的热解特性。结果表明,在相同条件下,煤液化沥青(即煤液化残渣萃取物)具有更大的失重率和失重速率。通过比较煤液化残渣、煤液化沥青及萃余物热失重曲线发现,残渣的热失重是由残渣中重质油... 通过热重分析技术,考察了煤液化残渣及其萃取物的热解特性。结果表明,在相同条件下,煤液化沥青(即煤液化残渣萃取物)具有更大的失重率和失重速率。通过比较煤液化残渣、煤液化沥青及萃余物热失重曲线发现,残渣的热失重是由残渣中重质油和沥青质的热解,以及挥发造成的。随着升温速率的增大,煤液化沥青及残渣的初始分解温度、热解最终温度、最大失重速率温度均升高,峰值向高温区的方向移动。同时,为了有利于聚合反应的进行,应当适当降低反应的升温速率。 展开更多

关键词 煤液化残渣 煤液化沥青 热解特性

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合成气有效分率对费托合成反应影响中试研究 被引量：1

10

作者 王洪学 石玉林 +2 位作者 谢晶 程时富 李导 《神华科技》 2011年第6期67-70,共4页

模拟以氮气为煤粉输送介质的壳牌煤粉气化技术生产的合成气,利用神华自主知识产权低温浆态床费托合成工业沉淀铁系催化剂SFT418,在CEU中试装置上实施了合成气有效分率对催化剂SFT418费托合成性能影响试验,结果表明:合成气有效气体分率... 模拟以氮气为煤粉输送介质的壳牌煤粉气化技术生产的合成气,利用神华自主知识产权低温浆态床费托合成工业沉淀铁系催化剂SFT418,在CEU中试装置上实施了合成气有效分率对催化剂SFT418费托合成性能影响试验,结果表明:合成气有效气体分率高、费托反应CO和H2转化率(无论是单程还是总转化率)高、时空产率高、烯/烷质量比高,而CO2和CH4选择性相对较低。 展开更多

关键词 费托合成 有效分率 中试研究 浆态床 催化剂性能

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煤液化残渣溶剂萃取浆液的固液分离研究 被引量：2

11

作者 王国栋 程时富 辛凡文 《神华科技》 2019年第6期56-60,共5页

论文采制煤液化残渣溶剂萃取浆液样品,利用激光粒度仪表征浆液中固体颗粒的粒度特征,表明煤液化残渣萃取浆液中的固体粒度主要集中3~40μm,D(10)为5μm,D(0.1)为1μm。实验采用死端过滤、卧螺离心等方式对萃取浆液进行一级固液分离,利... 论文采制煤液化残渣溶剂萃取浆液样品,利用激光粒度仪表征浆液中固体颗粒的粒度特征,表明煤液化残渣萃取浆液中的固体粒度主要集中3~40μm,D(10)为5μm,D(0.1)为1μm。实验采用死端过滤、卧螺离心等方式对萃取浆液进行一级固液分离,利用内错流膜管对一级分离清液进行进一步固液分离,考察不同分离方式对萃取浆液的分离效果,试验证明孔径10μm的金属板能过滤分离出萃取浆液中的99.9%固体;在180℃时,转鼓φ350mm卧螺式离心机能分离出85%的固体,采用1μm以下的内错流膜过滤再处理离心清液能基本全部分离出离心清液中的固体。 展开更多

关键词 煤液化残渣 溶剂萃取浆液 固液分离 过滤

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双离子液体基多孔炭的制备与电化学性能 被引量：2

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作者 程时富 胡皓 +3 位作者 陈必华 吴海虹 高国华 何鸣元 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1048-1057,共10页

以质子型离子液体1-氢-3-乙烯基咪唑硫酸氢盐(HVImHSO 4)为主炭源,以1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐(BMImPF 6)为助剂,在氮气气氛、1000℃下一步炭化得到氮、磷、硫共掺杂多孔炭.通过N 2吸附-脱附、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(T... 以质子型离子液体1-氢-3-乙烯基咪唑硫酸氢盐(HVImHSO 4)为主炭源,以1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐(BMImPF 6)为助剂,在氮气气氛、1000℃下一步炭化得到氮、磷、硫共掺杂多孔炭.通过N 2吸附-脱附、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、热重分析(TGA)和X射线光电子能谱(XPS)等技术对多孔炭进行了分析表征.结果表明,多孔炭的孔结构以微孔为主,最高比表面积可达1111 m 2/g,其微晶结构中无定形碳和石墨化碳并存;多孔炭中的氮主要以季氮(N-Q)、吡咯氮(N-5)和吡啶氮(N-6)的形式存在,磷以磷-氧(N—O—P)键合形式为主,硫主要以噻吩硫(C—S—C)为主.在6 mol/L KOH溶液、三电极体系中,多孔炭在0.5 A/g电流密度下的比电容为138 F/g;在10 A/g电流密度下的比电容为100 F/g;在2 A/g电流密度下循环充放电10000次,其比电容保持率为95.8%,显示出良好的电化学性能. 展开更多

关键词 离子液体 一步炭化 氮、磷、硫共掺杂 比电容 保持率

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煤液化沥青的性质及其在配煤炼焦中的应用研究 被引量：6

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作者 董斌琦 李克健 +2 位作者 程时富 常鸿雁 王洪学 《中国煤炭》 北大核心 2014年第S1期419-424,共6页

煤液化残渣是煤直接液化过程中的主要副产物,其中沥青类物质约占30%。本文以煤直接液化国家工程实验室REU-500装置残渣萃取试验获取的煤液化沥青,研究了煤液化沥青粘结性质,并初步对煤液化沥青用于配煤炼焦进行了探索。研究结果表明,萃... 煤液化残渣是煤直接液化过程中的主要副产物,其中沥青类物质约占30%。本文以煤直接液化国家工程实验室REU-500装置残渣萃取试验获取的煤液化沥青,研究了煤液化沥青粘结性质,并初步对煤液化沥青用于配煤炼焦进行了探索。研究结果表明,萃取物液化沥青具有低灰、低硫,高粘结性、高温下流动性好等特点,可作为粘结剂或者直接代替1/3焦煤进行炼焦。 展开更多

关键词 煤液化沥青 粘结性 配煤 炼焦

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