煤溶胀对煤/油加氢共炼中煤转化率的影响及机理研究

选取安徽褐煤为原料煤,在不同温度下用催化裂化油浆对其进行溶胀处理,再将体系进行加氢共炼反应,以考察煤的溶胀对煤/油加氢共炼反应中干基无灰煤转化率的影响,并通过激光粒度仪、比表面和孔隙度仪、SEM、XRD、FT-IR等分析手段对比了溶胀前后褐煤及反应残渣的组成和结构变化。结果表明:油煤浆中的褐煤在200℃和300℃下均出现溶胀现象,伴随有轻微的转化,但在300℃下褐煤的溶胀现象更为明显,且300℃溶胀处理后进行加氢共炼反应,体系的干基无灰煤转化率由88.67%增至94.58%,反应残渣含量由4.12%降至2.73%。由表征分析可知,溶胀处理后褐煤的平均粒径、比表面积和孔体积增大,表面粗糙程度增加,孔隙结构增多。此外,溶胀处理后的反应残渣与未溶胀处理的反应残渣相比脂肪链变短,支链化程度降低,缩合程度降低,且300℃溶胀后残渣的芳香环取代度提高。证实溶胀处理增加了褐煤与活化氢的接触面积,增多了褐煤的加氢活性位点,有利于促进煤中有机质组分的转化并抑制稠环烃类的缩合,从而提高了转化率,降低了残渣含量。