富油煤焦油中多环芳烃加氢饱和反应研究进展

作     者：贺新福 高凡 吴红菊 张小琴 马涛 石智伟 周安宁 张亚婷 HE Xinfu;GAO Fan;WU Hongju;ZHANG Xiaoqin;MA Tao;SHI Zhiwei;ZHOU Anning;ZHANG Yating

作者机构：西安科技大学化学与化工学院陕西西安710054 自然资源部煤炭资源勘查与综合利用重点实验室陕西西安710021 陕西延长石油(集团)有限责任公司碳氢高效利用技术研究中心陕西西安710065 

出 版 物：《煤田地质与勘探》 (Coal Geology & Exploration)

年 卷 期：2024年第52卷第7期

页      面：156-165页

核心收录：

学科分类：080701[工学-工程热物理] 081702[工学-化学工艺] 0709[理学-地质学] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 070203[理学-原子与分子物理] 080103[工学-流体力学] 0817[工学-化学工程与技术] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学] 0813[工学-建筑学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 

基　　金：陕西省“两链”融合重点专项项目(2023-LL-QY-05) 

主　　题：煤焦油 多环芳烃 加氢饱和 催化剂 热力学 动力学 

摘      要：【意义】多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)是煤焦油中最主要的成分之一,通过加氢饱和可制取具有高能量密度和高热稳定性的喷气燃料。通过分析PAHs加氢过程特点,指出PAHs自身的共振能和加氢中间产物的空间位阻,以及原料和中间产物在催化剂活性位上的竞争吸附是PAHs加氢饱和的关键难题。【进展】综述了近年来PAHs加氢饱和催化剂的研究进展,分析了影响催化剂性能的本质原因,指出提高催化剂活性金属组分的分散度、减小催化剂金属颗粒尺寸可以使催化剂具有更多的加氢活性位点,活性金属适宜的缺电子状态能促进PAHs分子在活性位点上的吸附活化,抑制竞争吸附带来的不利影响。具有丰富孔道和介孔(6~8 nm)结构的催化剂载体有利于PAHs和加氢中间产物的扩散,降低加氢中间产物的空间位阻对加氢反应的不利影响,同时可提供更多的反应表面,促进深度加氢反应进行。酸性适宜的载体可以与活性组分产生相互作用,促进活性组分形成适宜的缺电子状态。总结了PAHs加氢饱和过程的热力学和动力学特征,PAHs加氢反应为放热可逆反应,平衡常数和平衡转化率随反应温度降低而增大,随反应压力的升高而增大,PAHs的扩散性随反应温度的升高而增强,吸附常数随饱和环数的增加而减小。【展望】最后,从催化剂活性组分和载体的设计及调控、PAHs加氢饱和过程热力学和动力学研究等方面提出了研究建议。对煤焦油中PAHs加氢饱和过程及其催化剂的分析和讨论将为富油煤资源高效开发利用提供有益指导。