超臨界抽出と溶剤水素化を組み合わせた石炭の2段液化

超临界萃取与溶剂加氢相结合的煤两级液化

基本信息

批准号：
02203246
负责人：
小郷良明
金额：
$ 1.92万
依托单位：
Osaka City 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：
1990
资助国家：
日本
起止时间：
1990 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、水素の消費をできるだけ少なくし、技術的に問題の多い高圧水素ガスを使用する液相水素化工程の反応条件をできるだけ温和にして、なおかつ液化物収率の増加をはかるという原理的に相反する要求を、液化プロセスの複合化(前処理プラス水素ガスにする水素化)によってある程度解決することを目的とする。本年度はWandoan炭とYallourn炭について、各種超臨界または凝臨界流体による抽出(前処理)を400℃、20〜60MPaの条件下で行ない、操作条件、溶剤の種類、反応機構などについて検討した。その結果、水素供与性溶剤(テトラリン、テトラヒドロキノリン)と水素非供与性溶剤(ベンゼン、水)では抽出(前処理)機構が本質的に異なることがわかった。すなわち水素供与性溶剤を用いた場合は抽出は通常の液化と同じようにdafベ-スで100%まで進行するのにくらべて、水素非供与性溶剤を用いた場合には抽出(前処理)は短時間で終了して平衡値に致達するという傾向を示した。またメタノ-ルは両者の中間的挙動を示した。これらの結果を数学的モデルを用いて速度解析し、前処理各過程の速度定数を計算し、水素供与性溶剤中では前処理は逐次反応的に進行するが、水素非供与性溶剤中では並発反応的傾向が強いことを明らかにした。またメタノ-ルによる前処理に対する圧力効果の定量から、メタノ-ルが反応系にとり込まれる可能性(水素難供与性溶剤)を指摘し、石炭とメタノ-ルとの反応機構について考察を行ない、水素を消費しない分をプロセスのその他の反応条件の苛酷化によって補うという観点からみたメタノ-ルの将来性を示唆した。また水の効果は本年度の実験では否定的であったが、水と水素供与性溶剤との間に上部完溶点の存在する可能性を明らかにし、水の効果を期待するために前処理条件をさらに高温高圧化する必要性を指摘した。

在这项研究中，我们的目标是在使用高压氢气的技术上存在问题的液相加氢工艺中，尽可能地减少氢气消耗，使反应条件尽可能温和，并提高液化产品的收率。通过结合液化工艺（预处理+加氢制氢气），在一定程度上解决了矛盾的需求。今年，在400℃、20-60MPa条件下，采用各种超临界或凝聚临界流体对Wandoan煤和Yallourn煤进行萃取（预处理），并对操作条件、溶剂类型、反应机理等进行了研究。结果发现，供氢溶剂（四氢化萘、四氢喹啉）和非供氢溶剂（苯、水）的萃取（预处理）机理有本质的不同。换句话说，当使用供氢溶剂时，如在正常液化中一样，以daf为基准，萃取进行到100%，而当使用非供氢溶剂时，萃取（预处理）进行到100%。在短时间内结束并达到平衡值的趋势。此外，甲醇表现出介于两者之间的中间行为。我们使用数学模型分析了这些结果的速率，并计算了每个预处理过程的速率常数。我们发现，预处理在供氢溶剂中顺序进行，但在非供氢溶剂中却存在这种情况。是一种强烈的癫痫反应倾向。此外，通过量化压力对甲醇预处理的影响，指出了甲醇（一种难以贡献氢的溶剂）进入反应体系的可能性，并讨论了煤与甲醇反应机理的未来。甲醇的潜力是从通过使过程中的其他反应条件更苛刻来补偿氢消耗不足的角度提出的。另外，虽然在今年的实验中水的影响是负面的，但我们澄清了水和供氢溶剂之间存在上完全溶解点的可能性，并且为了预期水的影响，我们指出了需要进一步提高温度和压力。