煤液化油餾分的表面張力研究.pdf

1、煤炭直接液化技術是把煤粉碎到一定粒度后，與供氫溶劑及催化劑等在一定溫度、壓力條件下直接與氫氣反應，使煤炭直接轉化成液體油品的先進潔凈煤技術。為了提高煤炭液化反應的油收率和改善苛刻的液化工藝條件，在反應器的設計、液化產(chǎn)物的分離和提質加工以及整個工藝的優(yōu)化等過程中需要了解油品的物化性質。作為煤液化油餾分基本性質之一的表面張力，是化工過程開發(fā)和理論研究中常用的基礎數(shù)據(jù)，它影響著蒸餾、冷凝、氣體吸附、萃取等單元操作過程，其實驗測定與估算非常重要

2、。 本研究通過改進國內常用的吊片法表面張力儀(測溫范圍多在20～50℃)，使測溫范圍能夠擴大到20～99.9℃。使用純化學試劑苯、甲苯、環(huán)己烷和正庚烷對實驗儀器的準確度和重現(xiàn)性進行校正后，實測了神華煤和勝利煤液化油各窄餾分的表面張力，歸納了神華煤和勝利煤液化油餾分的表面張力隨窄餾分的切割溫度以及測試溫度的變化規(guī)律。在所測數(shù)據(jù)的基礎上，考察了前人對石油餾分所做的表面張力數(shù)據(jù)關聯(lián)與估算方法對煤液化油的適用性。結果發(fā)現(xiàn)，由于煤液化油組

3、成極其復雜，芳香性及雜原子含量都高于石油，現(xiàn)有的基于石油餾分預測表面張力的關聯(lián)式不太適合煤液化油餾分，為了滿足需求，用Matlab7.0軟件進行了修正。具體結論如下： 1．經(jīng)過改進的BZY-1型吊片法自動表面張力儀，能夠精確測量20～99.9℃范圍內的表面張力。使用有機試劑進行驗證認為，所選方法的數(shù)據(jù)精確度和重復性良好，所測數(shù)據(jù)可靠，適合于液體表面張力的測定。 2．臨界溫度的各種估算方法值相差不大，臨界壓力則相差較大，結

4、果得出張建中的Riazi-Daubert改進法和Retzekas法是最佳的選擇。 3．系統(tǒng)研究了神華煤和勝利煤液化油各窄餾分的表面張力，結果顯示： ⅰ對于同一個餾分，神華煤和勝利煤液化油各窄餾分的表面張力隨實驗溫度升高而下降；相同溫度下，不同餾分的表面張力隨餾分切割溫度的變化規(guī)律性出現(xiàn)，輕油餾分隨餾分的切割溫度的升高而增大，中間餾分的變化不明顯，較高溫度的重油餾分無規(guī)律可循。 ⅱ煤液化油窄餾分組成極其復雜，差異較

5、大，進行分組關聯(lián)或修正方能達到滿意的精度要求。 ⅲ神華煤和勝利煤液化油餾分中，輕油餾分(IBP～110℃，110～150℃)使用Wilson法關聯(lián)相對較好，經(jīng)過修正后的Wilson法更能滿足工程設計要求，最大偏差小于4％。 ⅳ神華煤液化油的中餾分、重餾分和勝利煤液化油的中餾分使用Gray法關聯(lián)較好，經(jīng)過合理分組進行修正后，能夠達到工程上的估算要求。 ⅴ勝利煤液化油的重餾分，Gray法關聯(lián)雖然好于Wilson法，但