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本文利用熔融石英毛细管反应器(FSCR)结合偏光显微镜观察煤与PP在超临界水中共液化反应过程的相态变化,并为下一步实验条件的选择提供依据;同时,利用不锈钢高压反应釜研究了兖州煤与聚丙烯(PP)在超临界水体系中的共液化和催化共液化行为,考察不同反应条件对共液化转化率和油气产率的影响。气相产物和水相产物收集后分别用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和高效液相色谱(HPLC)定性分析,液化残渣用热重和FT-IR分析,并初步探讨煤与PP共液化的反应机理。在FSCR中研究煤与PP在超临界水中共液化的相态行为,结果表明:煤与PP的相态行为在共液化过程中相互影响,当温度从134.4至203.6℃时,PP收缩熔融形成团块,同时,煤中开始有气泡生成。当反应温度达到380℃时,观察到煤与PP共液化过程有明显的黄色油状物生成,反应结束后当温度降低形成不溶于水的不透明小液滴且黄色褪去,但在煤单独液化和PP单独液化过程中没有观察到这个现象,说明PP的添加能促进煤的液化且煤与PP有协同作用,同时,此实验为下一步实验条件的选择提供依据。在间歇式不锈钢高压反应釜中煤与PP共液化水相产物和气相产物分别用HPLC和FT-IR定性分析,水相产物主要为:对苯二酚、间苯二酚、苯酚、对甲酚和邻甲酚;气相产物主要为:CO2、CH4和C2H6。共液化残渣利用FT-IR分析可知:随着反应温度的升高,液化残渣中C-O,芳烃中的C=C吸收峰均逐渐减弱,当共液化反应添加催化剂(Mn(Ac)2和Fe-S)时,液化残渣的FT-IR谱图中对应的C-O,C=C处的吸收峰更弱,说明催化剂的添加更有利于共液化反应。共液化残渣与原煤分别进行热重分析,结果表明,液化残渣失重量明显小于原煤失重量。利用间歇式高压反应釜研究PP投加量(050%)、水/物料比(20:1、30:1)、反应温度(360430℃)、反应时间(30120min)等因素对煤与PP在超临界水中共液化的影响,结果表明:随着PP投加量的增加,煤与PP共液化转化率和油气产率逐渐增大;水/物料比为20:1时较利于液化反应的进行;同时,共液化转化率和油气产率随着反应温度的升高和反应时间的延长逐渐增大。综合考虑各因素,确定煤与PP共液化的最佳条件为:PP投加量50%,水/物料比20:1,反应温度420℃,反应时间120min,获得最大转化率70.92%,最大油气产率69.11%。在相同实验条件下研究催化剂(Mn(Ac)2和Fe-S)对煤与PP共液化转化率和油气产率的影响,研究结果表明:催化剂的添加不仅能提高共液化转化率和油气产率,而且能缩短达到最大转化率和最大油气产率的时间,且催化剂Fe-S比Mn(Ac)2对共液化效果更好。在反应温度420℃,反应时间45min,PP投加量50%,水/物料比20:1,添加催化剂Fe-S时,获得最大转化率81.65%,最大油气产率75.71%。