1、1合成气环境下的煤直接液化反应摘 要：我国煤炭资源丰富，一直是主要的能源和化工原料。随着国际市场原油价格的不断上涨，为了有效地利用煤炭资源，发展洁净煤技术，对煤直接液化的研究又重新成为热点。 本文对新疆硫磺沟煤的液化性能进行了研究。在 500ml 间歇液化反应釜装置上，研究了氢初压催化剂加入量液化气氛等工艺参数对硫磺沟煤液化的影响。结果表明硫磺沟煤具有良好液化性能。硫磺沟煤直接液化最佳工艺条件反应温 2 液化气氛为 0.5 时，硫磺沟煤的转化率和油产率与纯氢气氛条件下相当。添加 0.5%的 Ni 后，油产率进一步提高。 关键词：煤液化 合成气 沥青 镍催化剂 煤直接液化通常是在氢气环境。氢气很
2、贵，而且液化工厂需要专门的制氢装置，增加了设备和费用，氢气的费用大约占直接液化成本的30%。所以，用合成气代替氢气作为煤液化的反应气。与氢气相比，合成气有以下好处： 价格便宜，容易制得； 来源广，如煤层气，焦炉气。 合成气中的 CO 与能发生变换反应生成和，新生成的 H2 活性很高。本章主要考察合成气的组成对硫磺沟 3-1#煤液化的影响，以及添加0.5%Ni 催化剂后，对合成气环境下煤液化的影响。 2一、合成气组成对煤液化的影响 1.实验条件 2.实验结果 合成气比例分别为 0.5、1、1.5 和 2。结果见图 15 由图 15 可见，随合成气比例的增加，煤的转化率呈线形降低。从91.31%降
3、低到 75.18%； 合成气比例，从 0.5 增加 1.5，油产率呈线形降低，从 48.49%降到28.58%。 沥青烯产率随合成气比例的增加而逐渐减低；前沥青烯产率基本不变，在 3%左右。 3.结果分析 合成气比例时，与纯氢气气氛相比，煤的转化率和油产率均稍有提高。煤的转化率提高了 3 个百分点，油产率提高了 1.2 个百分点。这是由于发生变换反应生成和。这种新生成的氢活性很高，容易与煤发生反应。同时，在催化剂作用下，也可反应生成液态烃，这也是煤间接液化的主要原理。但 CO 的过多加入，会降低氢分子浓度，即降低 H2 从气相到液相的传质推动力。使煤的转化率和油产率降低。 二、添加 Ni 催化
4、剂对合成气气氛下煤液化的影响 实验条件不变，添加 0.5%的 Ni，即催化剂变为结果见图 16。 由图 16 可见，添加 0.5%的 Ni 后，表现出与图 15 相似的规律。煤的转化率从 90.14%降低到 78.22%；油产率 50.27%从减低到 31.13%；沥青烯产率从 13.27%降低到 7.0%；前沥青烯产率在 4%左右。 3添加 0.5%的 Ni 后，煤的转化率无明显增加，而油产率有明显提高，特别是在合成气为 1.5 时，油产率提高了 10 个百分点。如图 17 所示。 由此可见，催化剂 Ni 的添加对发生变换反应生成活性氢有一定促进作用。用合成气代替氢气作煤液化的反应气完全可行。当合成气为 0.5时，硫磺沟煤的转化率和油产率比纯氢气气氛稍有提高。添加 0.5%的 Ni后，油产率进一步提高。 参考文献 1谢崇禹. 煤液化用煤种的选择研究 . 当代化工J. 2007， 36（2）： 189-191. 2郭万喜，刘兵元，李苹.不同煤种配煤直接液化试验研究.煤化工J.2004，2：10-15. 3朱晓苏，吴春来，金嘉璐.煤直接液化高分散度催化剂的研制方法及其催化机理.煤炭转化J.1999，22（2）：16-21. 4申峻，王志忠.煤直接液化催化剂研究的新进展.煤炭转化J.1999， 22（1）： 6-9 5朱之培，高晋生.煤化学M.上海： 1984 年.
