中低温煤焦油沥青组分的热解特性及动力学研究

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作者 仝曜暄 张玉柱 +4 位作者 赵振宁 何继良 朱亚明 程俊霞 赵雪飞 《煤质技术》 2024年第1期1-10,共10页

中低温煤焦油沥青(MLP)为人造炭材料的重要原料,研究其组分的热解特性及动力学对高品质中低温煤焦油沥青基炭材料的制备具有重要意义。以中低温煤焦油沥青为原料,分别采用正丁醇(BA)和二甲基亚砜(DMSO)为萃取剂以获得4种沥青组分,通过... 中低温煤焦油沥青(MLP)为人造炭材料的重要原料,研究其组分的热解特性及动力学对高品质中低温煤焦油沥青基炭材料的制备具有重要意义。以中低温煤焦油沥青为原料,分别采用正丁醇(BA)和二甲基亚砜(DMSO)为萃取剂以获得4种沥青组分,通过热重分析仪对中低温煤焦油沥青和4种族组分的热解行为进行研究,利用Flynn-Wall-Ozawa法、Kissinger-Akahira-Sunose法和Satava-Sestak法计算热解活化能以及热解动力学参数。结果表明:MLP、DMSOS、BAI组分的热解反应机理符合随机成核及其后续增长模型,最佳热解机理函数分别为G(α)=[-ln(1-α)]^(4/3)、G(α)=[-ln(1-α)]^(4)、G(α)=[-ln(1-α)]2,活化能分别为73.99、180.20、46.09 kJ/mol,lg A分别为5.82、13.57、3.32;BAS组分的热解反应机理符合二维扩散模型,最佳热解机理函数为G(α)=α+(1-α)ln(1-α),E=85.36 kJ/mol,lg A=6.18;DMSOI组分的热解反应机理符合二维扩散或三维扩散模型,最佳热解机理函数为G(α)=[1-(1-α)^(1/3)]^(2),E=64.42 kJ/mol,lg A=4.00。 展开更多

关键词 中低温煤焦油沥青 沥青组分 热解特性 热解动力学 扩散模型 热解机理函数 活化能 动力学参数

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低温煤焦油沥青在改质沥青加工的应用 被引量：1

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作者 黄雪约 梁辉 张继明 《广东化工》 CAS 2023年第9期22-23,55,共3页

随着我国经济的发展,低温煤焦油的综合利用问题也渐渐引起了相关人士的重视。受我国焦炭市场行业因素的影响,高温煤焦油供应严重不足制约加工企业生存与发展,加压热聚合工艺的开发有助于煤焦油加工企业原料构成的优化,低温煤沥青的配入... 随着我国经济的发展,低温煤焦油的综合利用问题也渐渐引起了相关人士的重视。受我国焦炭市场行业因素的影响,高温煤焦油供应严重不足制约加工企业生存与发展,加压热聚合工艺的开发有助于煤焦油加工企业原料构成的优化,低温煤沥青的配入可有效降低企业生产成本并对改质沥青质量改善有所裨益。 展开更多

关键词 低温煤焦油沥青 综合利用 高温煤焦油 改质沥青 质量改善

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中低温煤焦油沥青组成及结构的表征 被引量：15

3

作者 吕君 高丽娟 +2 位作者 朱亚明 赵雪飞 王志雨 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期127-131,共5页

以中低温煤焦油沥青(MLTCTP)为原料,正庚烷、甲苯和喹啉为萃取剂,采用索氏抽提法分离得到:庚烷可溶物(HS)52.39%,庚烷不溶甲苯可溶物(HI-TS)43.9%,甲苯不溶物3.71%,不含喹啉不溶物。采用元素分析、相对平均分子量、红外光谱、紫外光谱和... 以中低温煤焦油沥青(MLTCTP)为原料,正庚烷、甲苯和喹啉为萃取剂,采用索氏抽提法分离得到:庚烷可溶物(HS)52.39%,庚烷不溶甲苯可溶物(HI-TS)43.9%,甲苯不溶物3.71%,不含喹啉不溶物。采用元素分析、相对平均分子量、红外光谱、紫外光谱和1 H-NMR等表征方法对中低温煤焦油沥青及其族组成的分子结构进行了研究。结果表明:MLTCTP、HS及HI-TS的相对平均分子量分别为326.5、258.4和361.6;平均分子式分别为C22.74-H22.47N0.249S0.055O1.53、C18.79H22.94N0.083S0.056O0.70和C24.48H21.74N0.387S0.063O2.33,其中杂原子氧主要以Ar-OH结构存在;MLTCTP的平均分子结构是以线性排列为主、面性排列为辅的四环稠环结构,HS平均分子结构为两单苯环线性链接结构,HI-TS的平均分子结构是以面性排列为主的五环稠环结构。 展开更多

关键词 中低温煤焦油沥青 族组成 平均分子结构

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中低温煤焦油沥青基多孔炭的制备及其电化学性能 被引量：6

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作者 吕君 朱亚明 +2 位作者 程俊霞 赵雪飞 陈玉莲 《应用化工》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期59-64,共6页

以中低温煤焦油沥青为原料,采用KOH活化法,制备了一系列多孔炭材料。利用XRD、Raman、碘吸附值、氮气吸附-脱附和电化学性能测试对不同活化温度下多孔炭材料的结构和电化学性能进行了表征与测试。结果表明,经KOH活化后的多孔炭材料具有... 以中低温煤焦油沥青为原料,采用KOH活化法,制备了一系列多孔炭材料。利用XRD、Raman、碘吸附值、氮气吸附-脱附和电化学性能测试对不同活化温度下多孔炭材料的结构和电化学性能进行了表征与测试。结果表明,经KOH活化后的多孔炭材料具有石墨微晶和无定形碳共存的结构特征,炭材料表面具有丰富的微孔结构,同时具有较好的电化学性能。当活化温度为750℃时,多孔炭材料PC-750的BET比表面积可达1 207 m^(2)/g,微孔率为86.74%,活化过程中,温度是控制炭材料形成微孔的关键因素。多孔炭材料PC-750在0.5 A/g的电流密度下比电容为281.6 F/g,电流密度增大到10 A/g时,容量保持率可达到78.3%。交流阻抗测试显示,此材料内阻较小,是一种良好的电极材料。 展开更多

关键词 中低温煤焦油沥青 多孔炭 电化学性能 孔结构

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低温煤焦油沥青及焦油渣配煤炼焦实验研究 被引量：12

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作者 孙喜民 徐君 +1 位作者 孙秀环 高占先 《冶金能源》 北大核心 2007年第5期37-41,共5页

用自制1.5kg小焦炉为主要实验工具,以低温煤焦油沥青和焦油渣为改质添加剂,按不同配比与炼焦配合煤进行炼焦。实验结果表明:添加物与煤共焦化时,焦油和粗苯的产率都有不同程度提高,焦炭产率略有下降。除焦油渣外,各种沥青都使焦炭强度... 用自制1.5kg小焦炉为主要实验工具,以低温煤焦油沥青和焦油渣为改质添加剂,按不同配比与炼焦配合煤进行炼焦。实验结果表明:添加物与煤共焦化时,焦油和粗苯的产率都有不同程度提高,焦炭产率略有下降。除焦油渣外,各种沥青都使焦炭强度有所改善,尤其是低温煤焦油沥青可使焦炭各向异性成分含量有明显增加,从而使焦炭I转鼓强度有较大幅度地提高。 展开更多

关键词 低温煤焦油沥青 焦油渣 炼焦 焦炭显微结构

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中低温煤焦油沥青催化聚合制备改质沥青 被引量：8

6

作者 李琦 乔海燕 +3 位作者 韩冬云 石薇薇 曹祖宾 于婕 《煤炭转化》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期84-92,共9页

以中低温煤焦油沥青为原料,采用催化聚合法制备改质沥青,并在中低温煤焦油沥青中加入乙烯焦油和蒽油进行调和来提高改质沥青的流变性能,分别考察反应时间、反应温度及催化剂和交联剂的加入量对改质沥青的软化点、结焦值、甲苯不溶物含... 以中低温煤焦油沥青为原料,采用催化聚合法制备改质沥青,并在中低温煤焦油沥青中加入乙烯焦油和蒽油进行调和来提高改质沥青的流变性能,分别考察反应时间、反应温度及催化剂和交联剂的加入量对改质沥青的软化点、结焦值、甲苯不溶物含量和喹啉不溶物含量的影响。结果表明:加入乙烯焦油和蒽油调和可以有效提高改质沥青的流变性能,催化剂和交联剂按照1∶1的质量比加入,可以有效降低改质沥青的软化点,这是因为酸性催化剂和交联剂之间形成相对均相的反应体系,解决了改质沥青软化点高的问题。采用调和中低温煤焦油沥青制备改质沥青,筛选出的最佳工艺条件为:反应温度370℃,反应时间7h,催化剂和交联剂的加入量2.5%,该条件下制备的改质沥青的性质符合工业标准YB/T 5194-2015的要求,改质沥青的软化点为120℃,结焦值为56.28%,甲苯不溶物含量为30.52%,喹啉不溶物含量为8.21%,β树脂含量为22.31%。采用傅立叶变换红外光谱仪和偏光显微镜对制备出的改质沥青和中低温煤焦油沥青进行分析,初步推断出改质沥青中化合物芳环上的取代基明显增加且烷基取代的化合物大多数为芳烃分子,且在偏光显微镜下改质沥青中出现小球体,表明中低温煤焦油沥青在制备成改质沥青的这一过程中其相对分子质量变大,稠环芳烃含量增多。 展开更多

关键词 中低温煤焦油沥青 改质沥青性能 催化聚合 乙烯焦油 蒽油

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中低温煤焦油沥青合成沥青树脂的研究 被引量：3

7

作者 王思怡 赵雪飞 +2 位作者 何迎莹 赖仕全 高丽娟 《辽宁科技大学学报》 CAS 2014年第1期5-9,共5页

炭材料是一种重要的功能和结构材料,能否保障炭材料制品质量的关键在于使用粘结剂性能的好坏,沥青树脂粘结剂因与炭素材料有良好的亲和性而倍受国内外学者的广泛关注.以中低温煤焦油沥青为原料,多聚甲醛为交联剂,对甲苯磺酸为催化剂合... 炭材料是一种重要的功能和结构材料,能否保障炭材料制品质量的关键在于使用粘结剂性能的好坏,沥青树脂粘结剂因与炭素材料有良好的亲和性而倍受国内外学者的广泛关注.以中低温煤焦油沥青为原料,多聚甲醛为交联剂,对甲苯磺酸为催化剂合成沥青树脂.考察了合成条件对沥青树脂的软化点、结焦值和β树脂等指标的影响,采用FT-IR表征了沥青树脂的合成机理.研究结果表明,中低温煤焦油沥青与多聚甲醛发生了阳离子型缩聚反应,沥青树脂的软化点在136.2～177.3℃、结焦值在27.64％～38.05％、β树脂在22.79％～41.89％可以进行调控. 展开更多

关键词 中低温煤焦油沥青 沥青树脂 粘结剂

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中低温煤焦油沥青基多孔炭的制备及其对中性红的吸附性能 被引量：4

8

作者 张涛 张亚 焦玉荣 《化工科技》 CAS 2022年第2期6-11,共6页

以纳米ZnO为模板,中低温煤焦油沥青为碳源制备了多孔炭,对其进行了表征并用于中性红溶液的吸附研究。考察了多孔炭投加量、温度、ρ(中性红)、时间等因素对吸附结果的影响,对吸附动力学和等温吸附过程进行了数学拟合,计算了热力学参数... 以纳米ZnO为模板,中低温煤焦油沥青为碳源制备了多孔炭,对其进行了表征并用于中性红溶液的吸附研究。考察了多孔炭投加量、温度、ρ(中性红)、时间等因素对吸附结果的影响,对吸附动力学和等温吸附过程进行了数学拟合,计算了热力学参数。结果表明,多孔炭加入量为0.4 g/L、t=25℃、ρ(中性红)=40 mg/L、t=90 min,多孔炭对中性红有较好的吸附效果,吸附率超过90%。Langmuir和Freundlich模型均可用来描述该吸附等温线,多孔炭对中性红的吸附符合准二级动力学模型,饱和吸附量为155.521 mg/g,该吸附过程是一个自发过程。 展开更多

关键词 中低温煤焦油沥青 多孔炭 表征 吸附 中性红

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低温煤焦油沥青性质分析及应用初探 被引量：4

9

作者 刘海丰 郭明聪 +2 位作者 何莹 朱来福 屈滨 《炭素技术》 北大核心 2017年第6期65-68,共4页

以低温煤焦油沥青为原料,分离其轻组分得到重相沥青,通过对2种沥青的组成、性质及炭化后焦样指标、微观结构对比分析,研究2种低温煤焦油沥青的性质差异,探索适合低温焦油沥青深加工利用的应用途径。结果表明:低温煤焦油沥青及重相沥青... 以低温煤焦油沥青为原料,分离其轻组分得到重相沥青,通过对2种沥青的组成、性质及炭化后焦样指标、微观结构对比分析,研究2种低温煤焦油沥青的性质差异,探索适合低温焦油沥青深加工利用的应用途径。结果表明:低温煤焦油沥青及重相沥青主要由饱和分、芳香分、胶质、沥青质组成,它们的含量变化,制约着原料的热反应过程;低温煤焦油沥青含有大量的饱和分,经炭化后所得焦样镜下出现大片、小片及镶嵌结构,均一性较差,此种沥青不适合直接用来制备高性能的炭素材料;低温煤焦油重相沥青中饱和分含量明显降低,胶质、沥青质含量升高,炭化后焦样的镜下结构以细镶嵌为主,有少量小片,结构均一且无单一取向性,各向同性度高,可以尝试用来制备各向同性焦炭。 展开更多

关键词 低温煤焦油沥青 饱和分 胶质 沥青质 各向同性焦炭

原文传递

中低温煤沥青族组分成焦特性研究 被引量：1

10

作者 尚建选 刘涛 +5 位作者 施俊合 徐贤 崔楼伟 李冬 王树宽 逯俊庆 《应用化工》 CAS CSCD 北大核心 2023年第7期1983-1990,共8页

以>350℃中低温煤焦油沥青为原料,依次通过正庚烷、甲苯和喹啉溶液将沥青分离成正庚烷可溶物(HS)、正庚烷不溶甲苯可溶物(HI-TS)、甲苯不溶喹啉可溶物(TI-QS)和喹啉不溶物(QI),然后通过调配得到不同组成的混合沥青,对其进行炭化得到... 以>350℃中低温煤焦油沥青为原料,依次通过正庚烷、甲苯和喹啉溶液将沥青分离成正庚烷可溶物(HS)、正庚烷不溶甲苯可溶物(HI-TS)、甲苯不溶喹啉可溶物(TI-QS)和喹啉不溶物(QI),然后通过调配得到不同组成的混合沥青,对其进行炭化得到炭化产物,探究各族组分的分子组成特点及其热解性能。通过元素分析、红外光谱(FTIR)、GPC、NMR、XPS等检测方法分析了原料沥青及其各族组分的组成,并利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、偏光显微镜等方法分析了不同炭化产物的结构。结果表明,中低温煤焦油沥青各族组分分子组成存在明显不同,其杂原子的赋存形态复杂,在不同的族组分中有着显著差异,导致其热反应活性存在显著差异。要得到高品质的炭化产物需控制HS组分的相对含量在40%~60%,TI-QS组分的相对含量不宜超过10%。 展开更多

关键词 中低温煤焦油沥青 族组 分子结构 相互作用 光学结构

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煤基精制沥青组成对制备针状焦的影响 被引量：1

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作者 田亚飞 高峰 +5 位作者 马明明 黄晔 孙智慧 田育成 刘杰 高生辉 《化工科技》 CAS 2022年第2期12-18,共7页

分别以甲苯/正庚烷和洗油/煤油为混合溶剂,结合FTIR、NMR、GPC等分析手段,考察混合溶剂对原料精制的影响,并通过向精制原料中添加煤基柴油,研究了原料组成对针状焦结构的影响。结果表明,甲苯/正庚烷精制沥青含更多较短侧链的芳烃化合物... 分别以甲苯/正庚烷和洗油/煤油为混合溶剂,结合FTIR、NMR、GPC等分析手段,考察混合溶剂对原料精制的影响,并通过向精制原料中添加煤基柴油,研究了原料组成对针状焦结构的影响。结果表明,甲苯/正庚烷精制沥青含更多较短侧链的芳烃化合物,杂原子含量更低,其制备得到的针状焦含有更多的纤维结构。同时发现精制原料中加入煤基柴油后,原料的炭化过程得到有效改善。 展开更多

关键词 中低温煤焦油沥青 精制沥青 煤基柴油 化学组成 针状焦

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原料组成对半焦中间相结构发展的影响

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作者 徐贤 崔楼伟 +6 位作者 刘杰 施俊合 朱永红 刘姣姣 刘涛 郑化安 李冬 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期2343-2352,共10页

以中低温煤焦油全馏分加氢尾油(FHT)和>350℃中低温煤焦油沥青(CTP)为原料,制备出不同微观结构的半焦。采用元素分析、核磁共振氢谱、傅里叶变换红外光谱、气相色谱-质谱联用等手段对原料的组成结构进行表征,研究了原料组成对中间相... 以中低温煤焦油全馏分加氢尾油(FHT)和>350℃中低温煤焦油沥青(CTP)为原料,制备出不同微观结构的半焦。采用元素分析、核磁共振氢谱、傅里叶变换红外光谱、气相色谱-质谱联用等手段对原料的组成结构进行表征,研究了原料组成对中间相结构发展的影响。结果表明:FHT含有25.94%环烷烃且芳环侧链以环烷结构为主,CTP中含有3.92%环烷烃且芳环侧链以短烷基为主,FHT的含氧杂环化合物含量比CTP低。热聚实验表明具有环烷结构含量高、含氧杂环化合物含量低的原料(FHT),有利于降低炭化反应活性和反应体系黏度,促进中间相有序发展。采用偏光显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射对半焦的微观结构和微晶参数进行分析,结果表明,CTP的氧含量和QI含量高,容易生成镶嵌结构,微晶排列扭曲,取向性差,而FHT中富含环烷结构以及氧含量低,芳烃片层分子更容易有序堆叠形成细纤维结构且内部碳微晶排列更加规整,更易石墨化。此外,利用纤维软件对半焦的光学组织结构进行了定量分析,发现FHT制备的半焦的纤维结构质量分数为79.84%,而CTP制备的半焦的纤维结构质量分数为22.18%。 展开更多

关键词 中低温煤焦油全馏分加氢尾油 中低温煤焦油沥青 组成 中间相 半焦 微观结构

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