中温煤焦油与新疆黑山煤共处理的研究.pdf

第38卷第2期
煤炭转化
Vol 38 No. 2
2015年4月
COAL CONVERSION
Apr.2015
中温煤焦油与新疆黑山煤共处理的研究
高山松张徳祥2)李克健
摘要在0.5L搅拌式高压釜上开展了中温煤焦油与新疆黑山煤共处理的实验研究,考察
了中温煤焦油添加量对新疆黑山煤制浆性能和液化结果的影响,探索中温渫焦油加工利用新途径
结果表明,添加中温煤焦油增加了油牒浆输送时的黏度,在油牒浆浓度为42%时,中温煤焦油添加
量不高于18%.与新疆黑山煤单独液化相比,中温煤焦油与新疆黑山煤共处理具有氩耗、气产率、
转化率和油产率高的特点;添加适量的中温煤焦油对新疆黑山煤液化具有正协同效应,添加量大于
20%时反而对煤转化不利;最佳添加量为5%,与煤单独处理的结果相比,转化率高1.6%,油产率
高1.1%;添加量大于20%时,油收率下降.因此,添加适量的中温牒焦油与新疆黑山煤共处理,既
可提高煤的转化率和油收率,又可加工利用中温煤焦油,提高煤直接液化的经济效益
关键词新疆黑山煤,煤焦油,溶剂,煤液化,共处理
中图分类号TQ529.1
言
处理的又一重要来源,同时为煤焦油加工利用提供
煤油共处理是煤和重质油共同加氢的过程,其
新途径.目前煤焦油与煤共处理的研究报道较
实质是重质油替代或部分替代煤直接液化循环溶
少.新疆地区拥有丰富的煤炭资源,煤焦油产量
剂,将煤直接加氢液化成油,同时将低附加值重油加富足,因此在新疆地区开展油煤共炼具有一定的可
氢裂化成具有经济价值的轻质馏分油.,2当前媒/行性本实验对中温煤焦油与新疆爨山煤共处理
油共处理的重质油主要来自石油系,包括催化裂化进行研究,考察不同煤焦油添加量等对新疆黑山煤
回炼油、催化裂化油浆、芳烃抽提油和减压渣油等,液化性能的影响
它们的共同特点是密度值大貓度大和多环芳烃含1实验部分
量较高,但同时有价格高、组成变化大、来源复杂的
不利因素.煤油共处理对重质油要求比较苛刻,要求1.1实验煤样
其芳烃含量高,供氢性能好,方可与煤共处理产生良
实验煤样采自新疆托克逊县境内黑山煤矿,经
好的协同效应,有利于促进煤的加氢转化,实际上大过破碎、干燥、缩分,研磨至100目以下,其媒质分析
部分石油系重质油难以满足此要求.3煤焦油来自结果见第41页表1,由表1可以看出,新疆黑山煤
煤炭化过程,其分子结构与煤相似,芳烃含量高,因具有较高的挥发分和氢碳原子比,灰含量低,仅为
此与煤共处理有产生较好协同效应的可能,更适合
29%,氧含量适中,为11.21%;煤中易于液化的
用于煤油共处理.我国煤焦油分布较广,产量大,特镜质组分为63.5%;因此其较适合用作煤直接液化
别是煤炭资源丰富地区大量采用兰炭和煤热解装的原料煤
置,煤焦油产能必将扩大.煤焦油组成复杂,杂原子1.2中温煤焦油和煤液化循环溶剂
含量高,胶质和沥青质含量高,直接影响着对其加工
实验用中温煤焦油为新疆黑山煤炭化装置生产
利用;而煤直接液化条件相对较为苛刻,但对煤焦油的全馏分产品.第41页表2为中温煤焦油的基本性
适应性强,煤焦油前处理相对简单,可对煤焦油进行质.由表2可知,中温煤焦油的氢碳原子比为1.083,
全馏分加氢,同时煤焦油中的胶质和沥青质加氢转饱和烃含量为23.91%,芳烃含量为26.59%,极性
化为油,煤焦油综合利用高,因此,煤焦油是油煤共物含量为40.26%,沥青质含量为9.24%
神华集团科技创新项目(SHJT-12-19)
1)博土生,工程师,华东理工大学资源与环境学院,200237上海;中国神华煤制油化工有限公司上海研究院(煤直接液化国家工程实验
室),201108上海;2)博士、教授(通信作者),华东理工大学资源与环境学院,200237上海;3)研究员,中国神华煤制油化工有限公司上
海研究院(煤直接液化國家工程实验室),201118上海
收稿日期:2014-06-23;修回日期:2014-09-05
第2期
高山松等中温煤焦油与新疆黑山煤共处理的研究
表1煤质和岩相分析结果
Table 1 Coal and petrographic analysis of sample
Proximate analysis w/%
Petrographic analysis p/%
Ultimate analysis(daf)w/%
Vitrinite nertinite
Exinite
N
3,24
3.29
35.61
43.8
0.8
82.73
4.86
0.38
0.81
11.21
0.70
x By difference
表2中温煤焦油基本性质
Table 2 Properties of the medium temperature coal tar
Ultimate analysis w/%
Distillation (ASTM D2887) /C
n(H): n(C)
H
N
10%/30%
50%/70%
90%/FBP
1.083
90.728.190.06630.287
151/214
247/33
381/415
459/496
w(H2 0)/% w(ash)/%
“/%
Aromatics
Asphalt
THFI
0.23
23,91
26,59
40.26
9.24
1.80
x Liquid chromatograp(ASTM 2549)
采用北京奥泰德炼化工程技术有限公司TDS-
表4不同煤焦油馏分段的烃类组成
6L-03A型自动实沸点蒸馏仪,依据GB/T17280
Table 4 Hydrocarbon composition of the medium
2009将中温煤焦油切割为4个馏分段:<220℃,
temperature coal tar fractions
220C~350℃,350C~450℃和>450℃,实沸点
u/%
<220C220℃~350C
蒸馏结果见表3.由表3可知,中温煤焦油中<
Paraff
19.2
5.6
220C馏分含量为9.3%,>450℃的重质馏分含量
Naphthene
达到22%以上
Alkylbenzene
23.3
3.5
表3中温焦油实沸点蒸结果
Aromatics with one naphthenic rings 12.9
6,8
Table 3 TBP distillation result of the medium
Aromatics with two naphthenic rings 10.1
6.0
temperature coal tar
Total mononuclear aromatics
Distillation ( ASTM
p(20℃)/
/%
Total diaromatic
16.7
22,8
/%
D2892)/C