乙烷二氧化碳重整与榆林煤热解耦合制油过程

摘要

随着煤炭深加工产业的不断发展，煤制油技术的不断进步，工业上对煤化工的清洁生产、节能减排等方面的指标要求也不断提高，以热解为基础的煤炭分级转化近年来得到广泛关注。本文以提高煤热解过程焦油产率为目标，利用所在课题组提出的乙烷二氧化碳重整与煤热解耦合（CP-CRE）的方法，研究榆林煤在C2H6和CO2重整气氛下的热解规律，并与常规热解过程进行对比。主要的研究内容和结果如下： 在固定床反应器上，选用Ni/Al2O3（工业催化剂）作为重整反应催化剂，研究热解气氛、热解温度、C2H6流量和CO2/C2H6流量比等反应条件对榆林煤热解过程中产物产率的影响。结果表明，650℃时榆林煤热解焦油产率最高，且该温度下CP-CRE过程焦油产率比N2气氛下榆林煤热解（CP-N2）过程焦油产率相对提高了17.4%，比甲烷二氧化碳重整与榆林煤热解耦合（CP-CRM）过程焦油产率相对提高了6.6%。适当增加CP-CRE过程C2H6流量和CO2/C2H6流量比可以提高焦油产率，当C2H6流量为100mL/min、CO2/C2H6流量比为3时榆林煤热解焦油产率最高。而CP-CRE过程半焦产率低于CP-CRM和CP-N2过程。 利用模拟蒸馏、GC/MS和GC等分析方法对上述三种不同热解气氛下的焦油产物进行分析，发现与CP-N2和CP-CRM过程相比，CP-CRE过程得到的焦油中轻油、酚油和萘油的含量较高。在焦油中检出的组分里，CP-CRE过程甲苯、二甲苯、甲基苯酚、二甲酚和萘的产率分别是CP-N2过程的1.9、2.1、2.9、2.4和1.7倍。 产生上述结果的原因是在乙烷二氧化碳重整与煤热解的耦合反应过程中，优化反应条件可以增加重整反应生成的小分子自由基的浓度，从而促进煤热解自由基与重整反应小分子自由基之间的结合，抑制煤热解自由基之间的缩聚和聚合反应，使煤焦油产率提高，同时提高焦油中轻质组分的含量，但半焦产率相对减少。

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