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白石湖煤加氢液化过程含氮化合物转化行为研究

2021-12-08陈贵锋赵天博王吉坤

煤质技术 2021年6期

刘 敏,陈贵锋,赵 鹏,赵天博,史 权,王吉坤

(1.煤炭科学技术研究院有限公司 煤化工分院,北京 100013; 2.煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室,北京 100013;3.国家能源煤炭高效利用与节能减排技术装备重点实验室,北京 100013;4.中国石油大学 重质油国家重点实验室,北京 102249)

0 引 言

我国低阶煤储量丰富,约占煤炭总储量40%。随着煤炭资源的开采,低阶煤的探明储量不断增加,未来10年,我国低阶煤年产量将达3亿t以上,高效洁净利用低阶煤资源的重要性和迫切性显得日益重要和突出[1-2]。煤加氢直接液化是以低阶煤为原料生产石脑油、汽油、柴油、航空煤油、芳烃等化学品的技术,是保障国家能源安全的重要现代煤化工技术之一[3-6]。

煤是由碳、氢、氧、氮、硫等元素构成的复杂有机化学物质,煤加氢直接液化过程中含氮化合物会以氨气、脂肪胺类、苯胺类、吡啶类、吡咯类及氮氧化合物等形式迁移到气、液、固产物中。刘敏等采用四氢呋喃(THF) 对白石湖煤进行索氏萃取,采用 ESI FT-ICR MS结合GC-NCD分析,萃取相中含氮化合物主要是 N1和N1O1类,含量较高的是咔唑类化合物[7]。Stanczy等采用XPS研究了煤中氮的赋存形态,发现煤中的氮主要以吡啶型、吡咯型、季氮和氧化型氮存在,其中吡啶型和吡咯型是煤中的主要形式,煤中氮含量随着碳含量的增加而增大,在80%~85%左右到达极值随后降低[8-9]。陈鹏通过系统研究发现,煤中氮几乎全以有机形式存在,主要源于成煤物中的蛋白质、氨基酸、叶绿素等,且存在形式以吡啶型、吡咯型、季氮和氧化物氮为主[1]。……

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