石炭液化後段反応のモデル化と触媒効果の定量化

煤液化后反应的建模和催化效果的量化

• 批准号: 04203201
• 负责人: 千葉 忠俊
• 金额: $ 1.66万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1992
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1992 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-04203201/
• 关键词: 石炭; 液化; 反応機構; アスファルテン; オイル留分; 触媒; 水素消費量

石炭液化反応操作とこれに続く蒸留操作を考慮して,液化反応器出口における液化反応率ばかりでなく,液化油留分の組成も予測できる液化後段反応機構に関するモデルを確立し,これに基づいて後段反応進行に対する触媒の寄与を定量的に評価することを目的として,つぎのような実験を行った。すなわち,内容積が55cm^3のマイクロオートクレーブにおいて,赤平炭の液化から得た中間生成物であるアスファルテンあるいはSRC-IIプロセス液化油を反応試料とし,反応温度が723K,ガス圧力が10.1MPa-H_2 or N_2の条件で液化反応実験を行い,得られたオイル成分を昇温ガスクロマトグラフィーによって分析し,芳香族およびナフテン環数の違いによって4種の沸点留分に分類し,これらとガスの収率の経時変化を反応時間が360minまでの範囲で測定した。さらに,触媒として市販Fe_2O_3とCo-Mo-Niを,溶媒としてテトラリンとナフタレンを用いて水素移動機構と触媒の効果を検討した。その結果、(1)上記の各オイル留分およびガス収率の経時変化は,これらがアスファルテンから並発的に生成するとした反応モデルによって説明できること,(2)Fe_2O_3触媒がアスファルテンの低分子反応全体を促進するのに対し,Co-Mo-Ni触媒はガスの生成を抑制すると同時に,もっとも重質なオイル留分を生成すること,(3)水素供与性溶剤であるテトラリンや触媒を用いない場合は,アスファルテンのプレアスファルテンやセミコークスへの高分子化反応も併発すること,および(4)アスファルテン1g当りの水素消費量はオイル留分の収率が低い範囲では収率はほぼ比例して増加するが,収率が高くなると水素はオイル留分のガス化にも消費される結果,水素消費量の増加割合が大きくなることが明らかになった。

Liquefaction reaction operation and evaporation operation shall be considered, liquefaction reaction rate at outlet of liquefaction reactor shall be determined, composition of liquefied oil shall be predicted, relationship between liquefaction reaction mechanism at post-stage shall be established, and catalytic activity and quantitative evaluation shall be carried out according to the purpose of liquefaction reaction. In the process of liquefaction reaction, the reaction temperature is 723K, the pressure is 10.1 MPa H_2 or N_2, and the intermediate product of liquefaction reaction of red carbon is obtained. The number of aromatic rings was determined by the boiling point of 4 species, and the reaction time was 360 min. In this paper, the effect of Fe_2O_3, Co-Mo-Ni, solvent and solvent on the reaction mechanism of Fe_2O_3 and Co-Mo-Ni is discussed. The results are as follows: (1) The time-varying of the reaction rate of each catalyst mentioned above is explained in the following ways: (2) The reaction rate of Fe_2O_3 catalyst is promoted in general, and the reaction rate of Co-Mo-Ni catalyst is suppressed at the same time.(3) When water supply and catalyst are used, the ratio of water supply and catalyst consumption increases.(4) When water consumption increases, the ratio of water supply and catalyst consumption increases. As a result, water consumption has increased significantly.