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☻煤和石油的差别化学(huàxué)组成:H/C比(煤0.2~1,石油1.6~2.0),N、S、O含量,无机矿物质分子结构:烷烃、环烷烃(石油),芳香烃(煤)煤直接(zhíjiē)液化工艺过程3.2煤直接(zhíjiē)液化的宏观化学3.2煤直接(zhíjiē)液化的宏观化学脱杂原子反应煤直接(zhíjiē)液化的宏观化学3.3煤直接液化的反应(fǎnyìng)机理3.3煤直接液化的反应(fǎnyìng)机理3.4煤炭(méitàn)性质与液化特性的关系3.4煤炭性质与液化特性(tèxìng)的关系3.4煤炭(méitàn)性质与液化特性的关系3.5煤种液化特性(tèxìng)评价方法3.5煤种液化特性评价(píngjià)方法3.6中国煤种液化(yèhuà)特性评价3.7煤直接(zhíjiē)液化催化剂3.7煤直接(zhíjiē)液化催化剂铁基催化剂的催化机理用穆斯保尔谱(Mossbauer)研究铁催化剂在煤加氢液化反应中的催化作用发现:反应系统中有铁和硫同时存在时,可生成非化学剂量铁硫化合物——磁黄铁矿石。Fe1-xS是催化活性物种,Fe1-xS的金属空位(kōnɡwèi)是催化活性中心。磁黄铁矿的质量决定其化学剂量,并且与反应系统的温度、H2分压、H2S分压有关。高度缺铁的磁黄铁矿的经验式为Fe7S8或Fe8S9.①当FeS2为煤液化催化剂时,推测(tuīcè)有下列变化:(1-x)FeS2+(1-2x)H2→Fe1-xS+(1-2x)H2S可同时生成磁黄铁矿和硫化氢。②当Fe2O3或Fe3O4+S为煤液化催化剂时,其变化如下:3Fe2O3+H2→2Fe3O4+H2O(2-x)Fe3O4+4(2-x)H2+9S→3FeS2+3Fe1-xS+4(2-x)H2O(1-x)FeS2+(1-2x)H2→Fe1-xS+(1-2x)H2FeSO4·7H2O→FeSO4·H2O+6H2O2FeSO4·H2O+S→Fe2O(SO4)2+H2S+H2O(2-x)Fe2O(SO4)2+3(2-x)H2+6S→2FeS2+2Fe1-xS+(2-x)H2O+2(2-x)H2SO4(1-x)FeS2+(1-2x)H2→Fe1-xS+(1-2x)H2S所以Fe基催化(cuīhuà)剂+S总的催化(cuīhuà)效果是H2-H2S-Fe1-xS协同作用的结果。3.7煤直接(zhíjiē)液化催化剂为什么过渡(guòdù)金属对煤液化有活性?3.7煤直接(zhíjiē)液化催化剂3.7煤直接(zhíjiē)液化催化剂3.7煤直接(zhíjiē)液化催化剂3.7煤直接(zhíjiē)液化催化剂3.7煤直接(zhíjiē)液化催化剂400℃高温下萃取煤90%,萃取后的溶剂几乎能全部回收;降解(jiànɡjiě)溶剂的作用依赖于热作用;产生聚合作用;某些溶剂起到氢传递或氢穿梭作用,如菲、萘3.8煤直接液化过程中溶剂(róngjì)的作用煤液化热溶解过程机煤在一定(yīdìng)温度、供氢溶剂和氢气的作用下发生热溶解的机理概括如下:煤在溶剂中进行加热,当达到一定(yīdìng)高的温度时,首先是溶在煤立体结构孔隙中的低分子化合物和煤本体结构中连接键最弱的部分断裂,进入液相(单联键支链部分)。当温度升至足够高时,煤在非常短的时间内生成各种各样的中间反应物(自由基中间体),这些中间物的生成与溶剂的性质(xìngzhì),有无气态氢的存在关系不大,是纯粹的热行为。这时溶剂将煤中富氢部分的氢传至煤中缺氢部分。即此时反应所用的少量氢来自煤本身。时间稍长,热裂解作用明显增大,生成大量分子量较小的碎片分散在溶剂中(因为煤结构是立体网状的,所以这部分裂解除需要足够高的温度外,还需要一定的时间),这种碎片具有自由基性质(xìngzhì),是亚稳定的,他们与其他原子、分子相遇时,可结合成较稳定的化合物。这时溶剂的性质(xìngzhì)起着非常重要的作用,若在供氢溶剂中,供氢溶剂具有供出氢原子的能力,当氢原子与煤热裂解生成的自由基碎片相结合就生成了低分子量可溶于苯的化合物。若这时处于非供氢溶剂或供氢能力很差的溶剂中时,自由基碎片能够相互结合生成不溶于苯的大分子化合物。在某一温度范围内,随反应时间延长,煤转化为苯可溶物或THF可溶物的转化率达到一平衡值。温度升高,该平衡值增大,达到平衡值的时间缩短。(实验结果表明:过了最佳转化率后,转化率开始降低,没有平衡值)采用较高的氢压时,可较快地得到高转化率。一种观点认为“分子加氢”和“供氢溶剂加氢”都很重要,它们对煤热解生成(shēnɡchénɡ)的自由基加氢的能力大致相等。另一种观点认为氢本身是以供氢溶剂为中间体使煤加氢液化,即供氢溶剂将氢传递给煤分子碎片,自己成