煤直接液化残渣溶剂萃取组分的热解行为研究.pdf

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1、第38卷第6期燃料化学学报Vo1．38No62010年12月JournalofFuelChemistryandTechnologyDec．2010文章编号：0253—2409(2010)06-0647-05煤直接液化残渣溶剂萃取组分的热解行为研究李军，杨建丽，周淑芬，李允梅(1．中国科学院山西煤炭化学研究所，煤转化国家重点实验室，山西太原030001；2．中国科学院研究生院，北京100049)摘要：利用热重技术和固定床热解／在线质谱检测技术研究了残渣萃取组分重质油(HS)、沥青烯(A)、前沥青烯(PA)和四氢呋喃不溶物(THFIS)的热解特性，并尝试探讨了各萃取组分的热解行为与加氢行为之间

2、的关系。研究结果表明，残渣中各萃取组分的加氢转化能力与其热分解能力有关。四种组分在SHR加氢液化产生的正协同作用的原因，在于各萃取组分之间的相互作用导致了HS和A族组分中的某些低温挥发组分，在较低温度区间不挥发逸出，而在较高温度区间裂解，迎合了加氢液化对自由基碎片的需求。但PA的存在有利于缩聚反应的发生，可促进裂解产物的再聚合，从而对加氢液化产生不利影响。关键词：煤直接液化；残渣；溶剂萃取；热解中图分类号：TQ536．4文献标识码：APyrolysispropertyofsolventextractsfromadirectcoalliquefactionresidueLIJun’，YANG

3、Jian—li，ZHOUShu—fen’，LIYun—mei(1．StateKeyLaboratoryofCoalConversion，InstituteofCoalChemistry，ChineseAcademyofSciences，Taiyuan030001，China；2．GraduateUniversityofChineseAcademyofSciences，Bering100049，China)Abstract：Thepyrolysisbehaviorofsolventextracts(hexanesolublesHS，asphahenesA，preasphahenesPAand

4、THFinsolublesTHFIS)fromadirectcoalliquefactionresidue(SHR)ofShenhuaprocesswereinvestigatedbythermogravimetricanalysis(TGA)andtemperatureprogrammeddecompositioncoupledwithamassspectrometry(TPD—MS)techniques．Anattemptwasmadetounderstandtherelationshipbetweenthecrackingandhydrogenationactivities．Itsh

5、owsthatthehydrogenationactivityoftheextractsisrelatedtotheircrackingability．ThesynergeticeffectamongthefractionsinhibitssomeofthecomponentsinHSandAfractionsreleasingthroughevaporationat450℃butcrackingin400oC～450oCasfreeradicals．Thenapositiveeffectcanbeobserved．However，thepresenceofPAenhancesthepol

6、ymerizationofthefreeradicalsandthenresultsinanegativeeffectonliquefactionofSHR．Keywords：directcoalliquefaction；residue；solventextracts；pyrolysis煤直接液化残渣是煤直接液化(DCL)过程的副残渣及其各组分的加氢反应特征，尝试探讨残渣热产物，液化残渣产率为液化原煤的30％左右一’，液解特性与加氢反应性的关系。化残渣的优化利用对煤直接液化过程经济性的影响l实验部分不可忽视。液化残渣可通过不同热转化的方式得到1．1原料煤直接液化残渣(SHR)由煤科总院煤利

7、用(如气化j、焦化、燃烧、组分的加氢提化工分院提供。以神华煤为原料，来自0．1t／d的煤质)或作为材料、材料前驱体加以利用’。液化直接液化装置。残渣的热解是热转化利用方式的基础，充分认识残渣及其溶剂萃取组分在热场中的分解和转化特性，SHR经正己烷(H)、甲苯(T)和四氢呋喃(THF)等溶剂依次萃取得到四个组分，即正己烷可认识热解过程中各组分间的相互作用和影响，获取热解气体组分数据，有助于液化残渣利用工艺的确溶物(重质油，