轻质煤焦油制备航空航天燃料的工艺研究
2021-06-02王路瑶曹宏伟张香文李国柱
燃料化学学报 2021年5期
白 哲,黄 澎,王路瑶,曹宏伟,张香文,李国柱,*
(1.天津大学化工学院绿色合成与转化教育部重点实验室,天津300072;2.天津化学化工协同创新中心,天津300072;3.煤炭科学技术研究院有限公司煤化工分院,北京100013)
随着航空航天事业的快速发展,中国对喷气燃料的需求与日俱增。2018年中国民航航煤的消费量为3463万吨,到2019年消费量达到了3684万吨,同比增长6.4%[1]。这使得中国对石油的依赖度逐年增加。自1993年中国成为石油净进口国以来,石油进口量逐年增长。2019年中国石油对外依存度超过70%[2],严重影响了能源安全。中国煤炭资源丰富,储量居世界前列,因此,以煤炭替代石油作为原料来生产喷气燃料对中国的航空航天和国防事业的发展具有重大的战略意义。
煤焦油作是煤在干馏和气化过程中产生的副产物,根据其干馏温度的不同而分为高温煤焦油、中温煤焦油、中低温煤焦油以及低温煤焦油[3−5]。中国高温煤焦油产量巨大,相对密度高于1.0,沥青质含量接近50%(质量分数),不适合生产航空航天燃料。中低温煤焦油是低阶煤在600−800℃的条件下,通过煤热解得到的液体产品,缩合度较高,烷烃烯烃以及芳烃质量约占50%[6]。通过加氢反应可以降低中低温煤焦油的不饱和度,改善碳氢比例和环烷烃结构[7],进而生产高性能航空航天燃料。
煤焦油是煤焦化工业中的一种重要副产物。根据煤焦油的组成及性质特点,其利用途径通常有延迟焦化利用[8],精细化工生产[9− 12]以及加氢提质[13]。加氢提质是煤焦油高效利用的重要方式[14]。……
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