煤热解是煤转化过程中的重要步骤,通过热解可以得到高热值的煤气以及具有高附加值的焦油。煤热解产生挥发分在离开煤后进入高温环境,受到不同温度梯度和停留时间的影响,会直接影响最终煤热解产物组成以及分布。热解产物组成的变化可能会导致运输管道线路的堵塞,为焦油进一步的加氢精制带来不利的影响。本文以胜利褐煤、淖毛湖褐煤和神华烟煤为对象,通过建立两段固定床热解装置,模拟了工业反应器中温度和停留时间对挥发分的反应行为影响,以及焦油随其存在环境温度组成的变化,考察了挥发分反应对煤热解焦油的组成及分布的影响规律。研究发现:反应温度对挥发分及焦油组成的影响最大,煤阶次之,停留时间的影响最小。挥发分反应后气体和焦的产率增加,总焦油收率减少。对于胜利煤和神华煤,挥发分反应后的气体和焦的产率增加,总焦油收率减少。在初始升温速率70o C/min和反应温度900℃下,焦油收率分别由13.7%和13.0%减少至8.3%和6.6%。对于淖毛湖煤热解焦油,气体和焦的产率随焦油的温度上升而增加;焦油收率则随着温度的增加而减少,在850o C处达最小值,焦油在850℃条件下停留0s和10s后的焦油收率由62.1%分别减少至17.2%和17.6%。煤阶对挥发分反应后轻质焦油和重质焦油收率的影响很大,挥发分反应后的轻质和重质焦油收率降低。在反应温度900℃和停留时间14s下,胜利煤和神华煤热解挥发分反应后的产物中,轻质焦油收率分别降低了63.8%和40.5%,重质焦油收率分别降低了43.8%和75.0%。在淖毛湖热解焦油在不同温度和停留时间下所得产物中,焦油在850℃下停留0s时,轻质焦油收率由62.1%降至5.7%;重质焦油收率则在停留10s时最小,由37.9%降至7.8%。对挥发分反应后的轻质焦油分析发现,焦油中物质趋向于形成更稳定的结构。其中脂肪侧链受热断裂,使脂肪类化合物种类减少,脂肪烃分布由C7-C21减少至以C7和C8为主;同时挥发分在高温环境下部分芳环侧链受热断裂,导致苯类化合物含量增加;反应温度对酚羟基影响很大,挥发分在反应过程中,酚类化合物含量急剧减少,以脱羟基反应为主。对于胜利煤和神华煤热解挥发分,在初始升温速率70℃/min和反应温度900℃下,酚类化合物的含量分别由14.3%和14.1%降至0.03%和1.2%。对于淖毛湖褐煤热解焦油,在不同温度下所得轻质焦油中,脂肪类化合物和芳香类化合物的含量在550℃处达最小值,分别为14.2%和8.9%;酚类含量则随着反应温度升高呈先增加后减少的趋势,在550℃下含量最大,为42.5%。挥发分反应后及焦油在不同温度和停留时间下,所得重质焦油的红外分析结果表明,挥发分反应所得重质焦油中含有大量的脂肪烃和含氧官能团结构。挥发分反应使长链烃类受热断裂,使链长变短,羰基含量增加。对于胜利褐煤,反应后重质焦油中单位芳环上的醚键含量减少;对于神华烟煤,挥发分反应后重质焦油中烃类链长变长,芳环数增加但随着反应温度的提高而减少,醚键含量增多;对于淖毛湖褐煤,焦油在不同温度下所得重质焦油中脂肪烃含量有所提高,且随着停留时间的延长先降低后增加,芳香烃含量下降,醚键含量增多。