新疆淖毛湖煤直接液化富產(chǎn)芳烴的催化加氫過程

趙 鵬，劉 敏，李文博

(1.煤炭科學(xué)技術(shù)研究院有限公司 煤化工分院，北京 100013; 2.煤炭資源高效開采和潔凈利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100013; 3.國(guó)家能源煤炭高效利用與節(jié)能減排技術(shù)裝備重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100013)

芳烴是一種非常重要的基本有機(jī)化工原料，其中BTX(苯，甲苯和二甲苯)被譽(yù)為一級(jí)基本有機(jī)原料，廣泛應(yīng)用于橡膠、樹脂、炸藥、染料和農(nóng)藥等領(lǐng)域。近2 a，我國(guó)苯、甲苯、二甲苯的對(duì)外依存度分別為5.2%，14.4%，41.0%，其中對(duì)二甲苯是供需缺口最大的芳烴品種[1]。工業(yè)上，生產(chǎn)芳烴的原料97%來源于石油，開發(fā)以煤為原料的芳烴生產(chǎn)技術(shù)，符合我國(guó)能源稟賦現(xiàn)狀，必定會(huì)成為石油化工的有益補(bǔ)充。目前，以煤為原料生產(chǎn)芳烴分為煤制氣轉(zhuǎn)芳烴和煤加氫液化制芳烴2類技術(shù)，其中煤制氣轉(zhuǎn)芳烴工藝路線長(zhǎng)，投資成本高，因此，廣大學(xué)者開始關(guān)注煤直接液化富產(chǎn)芳烴技術(shù)。旨在制取液體燃料為目的的傳統(tǒng)煤直接液化技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究都比較多，但以制取芳烴為目的的煤直接液化技術(shù)的研究相對(duì)較少，主要集中在早期液化新技術(shù)的開發(fā)和液化粗油加氫制芳烴兩大技術(shù)的研發(fā)方向。

美國(guó)Carbide & Carbon Chemicals公司[2]早在1952年采用高溫短時(shí)液化法進(jìn)行了煤制芳烴化學(xué)品的嘗試，20世紀(jì)80年代初日本持田勛[3]也曾對(duì)此進(jìn)行過詳細(xì)研究，前者由于技術(shù)原因和當(dāng)時(shí)的歷史背景沒有持續(xù)下去，后者成為NEDOL工藝的重要思想基礎(chǔ)。

后來的學(xué)者深入研究發(fā)現(xiàn)，煤直接液化粗油保留了煤的環(huán)系結(jié)構(gòu)，芳潛高達(dá)70%，是制備芳烴的良好原料，國(guó)外興起了煤直接液化粗油制芳烴化學(xué)品的研究熱潮[4-7]，其中最為系統(tǒng)的是美國(guó)雪弗龍研究公司[8-11]，采用石油煉制催化劑對(duì)煤直接液化油加氫精制、加氫裂解和催化重整，芳烴總產(chǎn)率高達(dá)90%以上，其中BTX產(chǎn)率可達(dá)80%;ROBINSON[10]討論了煤液化輕石腦油加氫制芳烴的可行性，產(chǎn)物中苯質(zhì)量分?jǐn)?shù)14.5%、甲苯20%，還有大量含有8個(gè)碳的芳烴化合物。20世紀(jì)80年代末，原煤炭科學(xué)研究總院(煤科院)在國(guó)內(nèi)率先開展了煤直接液化粗油制芳烴化學(xué)品等相關(guān)研究工作[12-14]，馬筱良等采用Ni/Mo催化劑考察了煤液化中油餾分加氫裂化制取重整原料的可行性，加氫裂化產(chǎn)品65～145 ℃餾分的芳烴潛含量達(dá)到77%，適合用作重整原料制芳烴，同時(shí)也采用直接液化油的石腦油餾分進(jìn)行加氫精制和催化重整，獲得芳烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)71.2%，BTX質(zhì)量分?jǐn)?shù)39.0%的富含芳烴混合產(chǎn)物;近年來，華東理工大學(xué)[15-17]、大連理工大學(xué)[18]、太原理工大學(xué)[19]等單位也進(jìn)行了相關(guān)的探索性研究。以煤直接液化粗油為原料制芳烴的催化裂化與重整催化劑結(jié)焦失活太快，裝置投資較大，針對(duì)煤液化粗油結(jié)構(gòu)特征和雜質(zhì)組成開發(fā)新型加氫催化劑和工藝是未來發(fā)展的關(guān)鍵。

煤直接液化制備芳烴主要集中在煤直接液化油制芳烴化學(xué)品的研究，也就是在“煤—粗油—芳烴”技術(shù)鏈條中的后半段進(jìn)行了早期研究，而對(duì)于技術(shù)鏈條的前半段依然滯留在傳統(tǒng)直接液化過程的認(rèn)識(shí)。筆者認(rèn)為，旨在富產(chǎn)芳烴的直接液化技術(shù)關(guān)鍵在于深入認(rèn)識(shí)煤分子結(jié)構(gòu)低鍵能橋鍵和高鍵能芳鍵的液化特性，核心在于提高直接液化高芳潛輕質(zhì)油產(chǎn)率，筆者通過液化過程工藝參數(shù)的調(diào)控，采用強(qiáng)供氫溶劑和高效加氫-裂化煤科院復(fù)合型催化劑，最大限度提升高芳潛輕質(zhì)油產(chǎn)率，最終實(shí)現(xiàn)富產(chǎn)芳烴的目的。

1 試驗(yàn)部分

1.1 原 料

選用新疆淖毛湖煤(NMH)為原料。煤樣的制備參照GB474—2008[20]，對(duì)煤樣破碎、縮分并研磨至100目以下，在100 ℃、真空條件下干燥，經(jīng)過上述制備的煤樣置于干燥器中低溫避光保存，煤質(zhì)分析數(shù)據(jù)見表1。表1表明，新疆淖毛湖具有較高的揮發(fā)分和H，C原子比，活性組分96%，是加氫液化的良好原料。

供氫溶劑采用煤科院0.1 t/d 煤炭液化連續(xù)裝置獲得的加氫循環(huán)溶劑，分析結(jié)果見表2。

表1 新疆淖毛湖煤煤質(zhì)分析數(shù)據(jù)Table 1 Analysis data of NMH coal quality %

表2 供氫溶劑分析數(shù)據(jù)Table 2 Analysis data of hydrogenated solvent

供氫溶劑的密度為969.2 kg/m3(20 ℃)，H，C原子比為1.46。350 ℃以下餾分約為30%，350～450 ℃餾分占70%。餾程寬泛，密度適宜，氫碳原子比較高，是良好的煤加氫液化供氫溶劑。

1.2 液化反應(yīng)及產(chǎn)物分離

加氫液化反應(yīng)試驗(yàn)在2 L高壓釜中進(jìn)行，將淖毛湖煤，催化劑，加氫溶劑分別置入高壓釜中，氣密合格后，氮?dú)獯祾?次，氫氣吹掃3次，最后充氫氣至指定壓力，以4.5 ℃/min升溫至反應(yīng)溫度后恒定60 min，反應(yīng)結(jié)束時(shí)，風(fēng)冷降至室溫。

采用索氏萃取將高壓釜液固產(chǎn)物分為油品、瀝青質(zhì)(PAA)和殘?jiān)?四氫呋喃不溶物)3部分。氫耗，氣產(chǎn)率，瀝青烯和前瀝青烯產(chǎn)率，水產(chǎn)率，油產(chǎn)率，轉(zhuǎn)化率計(jì)算方法參照煤炭液化反應(yīng)性的高壓釜試驗(yàn)方法GB/T33690—2017[21]。

用ASTM D 1160蒸餾分離出高壓釜液固產(chǎn)物中餾程<150 ℃輕質(zhì)油。

1.3 產(chǎn)物分析

1.3.1氣體分析

高壓釜?dú)怏w分析采用安捷倫6890雙通道氣相色譜儀，通道1為Hayesep-Q柱和5A分子篩柱及熱導(dǎo)檢測(cè)器(TCD)，通道2為PLOT Al2O3“S”毛細(xì)管色譜柱及氫火焰離子化檢測(cè)器(FID)，載氣為高純氦氣，載氣流量為38 mL/min，檢測(cè)器溫度均為250 ℃。

1.3.2餾程<150 ℃輕質(zhì)油分析

高壓釜液相產(chǎn)物中的餾程<150 ℃輕質(zhì)油進(jìn)行1H-NMR分析，在Bruker公司的Adance500核磁共振波譜儀上測(cè)定，溶劑為CDCl3，5 mm BBI 1H-BB的探頭。

1.3.3PAA分析

采用德國(guó)Bruker EQUINOX-55傅里葉變換紅外光譜儀對(duì)試樣進(jìn)行掃描。測(cè)試條件為室溫，波數(shù)為4 000～500 cm-1，精度0.01 cm-1，分辨率 0.4 cm-1，累加掃描次數(shù)16次。

采用美國(guó) TA-SDTQ600 熱重分析儀。試樣質(zhì)量5～10 mg，升溫速率為10 ℃/min，溫度為室溫～1 000 ℃，氮?dú)鈿夥?，流速?00 mL/min。

1.3.4殘?jiān)治?/p>

X射線粉晶衍射分析(XRD)采用BRKER D8 ADVANCE型X射線粉晶衍射儀測(cè)定。角度1°～125°，小角衍射0.5°～10°，廣角衍射5°～125°，銅靶，最小掃描速度0.02(°)/min。

飽和磁化強(qiáng)度采用振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)VSM測(cè)定，型號(hào)Lake Shore VSM7307，最大磁場(chǎng)強(qiáng)度1 T，磁性測(cè)量靈敏度5×10-6emu。

THFI表面形態(tài)分析采用日立S-4800(冷場(chǎng))，Quanta FEG 250掃描電鏡。

2 結(jié)果與討論

2.1 淖毛湖煤加氫液化過程調(diào)控富產(chǎn)芳烴的研究

餾程<150 ℃輕質(zhì)油產(chǎn)率是煤加氫液化富產(chǎn)芳烴的關(guān)鍵指標(biāo)，通過溫度，壓力和反應(yīng)時(shí)間三大過程調(diào)控提高煤液化輕質(zhì)油產(chǎn)率是實(shí)現(xiàn)富產(chǎn)芳烴的有效手段。

采用Fe2O3作為催化劑，將淖毛湖煤在不同條件下加氫液化反應(yīng)后產(chǎn)物分為油(O)，餾程<150 ℃輕質(zhì)油(LO)，氣(G)，瀝青質(zhì)(PAA)4部分，研究淖毛湖煤加氫液化提升餾程<150 ℃輕質(zhì)油的過程調(diào)控及各產(chǎn)物相互轉(zhuǎn)化的過程機(jī)制，試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表3，不同反應(yīng)條件四氫呋喃不溶物的掃描電鏡圖片如圖1所示。

表3 不同條件下淖毛湖煤加氫液化試驗(yàn)數(shù)據(jù)Table 3 NMH coal liquefaction results under different conditions

圖1 不同條件下殘?jiān)鼟呙桦婄R圖Fig.1 Scanning electron microscope for THFI sample

由表3可知，反應(yīng)壓力17 MPa，停留時(shí)間60 min，淖毛湖煤在380～440 ℃，隨反應(yīng)溫度的升高，NMH轉(zhuǎn)化率，油產(chǎn)率，氣產(chǎn)率增幅顯著，420 ℃轉(zhuǎn)化率高達(dá)94.14%，油產(chǎn)率67.91%，餾程<150 ℃輕質(zhì)油產(chǎn)率達(dá)到峰值;400 ℃時(shí)，PAA產(chǎn)率達(dá)到極值12.32%，溫度升高至420 ℃，PAA產(chǎn)率下降了70%，進(jìn)一步升至440 ℃時(shí)，PAA產(chǎn)率僅為1.13%，440 ℃時(shí)的氣產(chǎn)率增幅也最為顯著，高達(dá)16.3%。由圖1可明顯看出，5號(hào)(420 ℃)和1號(hào)(440 ℃)的四氫呋喃不溶物外貌呈均勻圓片狀，直徑<500 nm，與催化劑形貌相同，表明了5號(hào)(420 ℃)和1號(hào)(440 ℃)液化反應(yīng)充分，淖毛湖煤(420，440 ℃)液化過程產(chǎn)生更多的自由基，反應(yīng)體系中的供氫溶劑能夠有效分散與穩(wěn)定煤和PAA熱解產(chǎn)生的自由基碎片，然而，溫度過高在促進(jìn)煤和瀝青質(zhì)向油輕質(zhì)轉(zhuǎn)化的同時(shí)，也導(dǎo)致了油向氣的進(jìn)一步轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致氣產(chǎn)率增幅顯著，降低了餾程<150 ℃輕質(zhì)油的生成。

表3表明，反應(yīng)溫度420 ℃，停留時(shí)間60 min，不同的反應(yīng)壓力15，17，19 MPa，NMH轉(zhuǎn)化率和氣產(chǎn)率增幅平緩，反應(yīng)壓力從15 MPa升高至17 MPa時(shí)，油產(chǎn)率提高了2.5%，PAA產(chǎn)率下降了45%，進(jìn)一步升高至19 MPa，PAA產(chǎn)率降低了28%，氣產(chǎn)率增加3.6%，油產(chǎn)率變化不大，出現(xiàn)了加氫過度，餾程<150 ℃輕質(zhì)油產(chǎn)率受壓力變化的影響不大。由圖1可知，4號(hào)(19 MPa)和5號(hào)(17 MPa)生成的四氫呋喃不溶物外貌均呈薄圓片狀，直徑<500 nm，這是液化反應(yīng)充分的外在形態(tài)。提升反應(yīng)壓力有利于提高液化體系向自由基的供氫性能，有利于PAA向油和氣體小分子轉(zhuǎn)化，但反應(yīng)壓力由17 MPa提高至19 MPa對(duì)煤的轉(zhuǎn)化反應(yīng)影響不大，特別是對(duì)于餾程<150 ℃輕質(zhì)油的生成影響不大。

表3表明，反應(yīng)溫度420 ℃，反應(yīng)壓力17 MPa，停留時(shí)間30 min，NMH轉(zhuǎn)化率可達(dá)94.11%，油產(chǎn)率高達(dá)65.63%，呈現(xiàn)出良好的液化加氫反應(yīng)態(tài)勢(shì)，停留時(shí)間延長(zhǎng)至60 min，轉(zhuǎn)化率變化不大，PAA產(chǎn)率下降了47%，油產(chǎn)率提高了3.4%，停留時(shí)間進(jìn)一步延長(zhǎng)至90 min，轉(zhuǎn)化率，油產(chǎn)率，PAA產(chǎn)率均下降，氣產(chǎn)率穩(wěn)步提高。停留時(shí)間從0延長(zhǎng)至90 min過程中，餾程<150 ℃輕質(zhì)油產(chǎn)率在60 min出現(xiàn)了峰值。由圖1可知，在7號(hào)(90 min)四氫呋喃不溶物的表面發(fā)現(xiàn)了焦炭，這表明90 min的停留時(shí)間過長(zhǎng)，導(dǎo)致重質(zhì)組分發(fā)生了縮合反應(yīng)，這與停留時(shí)間90 min條件下的NMH轉(zhuǎn)化率下降和氣產(chǎn)率提升相吻合。停留時(shí)間過長(zhǎng)，催化劑的活性相態(tài)向非活性態(tài)轉(zhuǎn)變，不利于液化反應(yīng)，也是導(dǎo)致縮合反應(yīng)的因素，這在表4中的XRD和飽和磁化強(qiáng)度數(shù)據(jù)得到明顯的體現(xiàn)，根據(jù)XRD對(duì)含F(xiàn)e化合物鑒別結(jié)果可知，只有催化劑的活性組分——單斜晶系的Fe7S8為鐵磁性物質(zhì)，通過飽和磁化強(qiáng)度的變化推測(cè)Fe7S8數(shù)量的改變，與XRD對(duì)鐵系催化劑鐵的晶系轉(zhuǎn)化相互佐證，XRD譜圖如圖2所示。

表4 不同時(shí)間Fe的XRD和飽和磁化強(qiáng)度Table 4 XRD and saturation magnetization under different times

圖2 60 min樣品XRD譜圖Fig.2 X-ray spectrum chart for sample of 60 min

表4中XRD對(duì)鐵系晶系形態(tài)變化表明，停留時(shí)間延長(zhǎng)，催化劑的活性相Fe7S8逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)镕e9S10，甚至是FeS，90 min體系中鐵系的飽和磁化強(qiáng)度明顯降低，導(dǎo)致重質(zhì)組分縮合附著在催化劑表面。

2.2 淖毛湖煤催化加氫富產(chǎn)芳烴研究

采用煤科院研制的復(fù)合型催化劑(CCRI)用于淖毛湖煤加氫液化富產(chǎn)芳烴的研究，這種催化劑平均粒徑為300 nm，具有較強(qiáng)的加氫和裂化性能。性質(zhì)見表5。

對(duì)比了傳統(tǒng)鐵系催化劑和煤科院復(fù)合型催化劑2種體系的液化性能與輕質(zhì)轉(zhuǎn)化，考察了2種催化劑對(duì)新疆淖毛湖煤直接液化產(chǎn)物餾程<150 ℃輕質(zhì)油，PAA和殘?jiān)?THFI)結(jié)構(gòu)等的影響。

表5 傳統(tǒng)催化劑與CCRI催化劑物性參數(shù)Table 5 Properties of traditional and CCRI catalyst

2.2.1不同催化體系液化性能比對(duì)分析

加氫液化反應(yīng)后產(chǎn)物分為油(O)，餾程<150 ℃輕質(zhì)油(LO)，氣(G)，水(W)，瀝青質(zhì)(PAA)5部分，在430 ℃，17 MPa，60 min條件下，進(jìn)行了不同催化體系淖毛湖煤輕質(zhì)轉(zhuǎn)化的比對(duì)分析，試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表6。

表6 不同催化體系加氫液化性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)Table 6 Coal liquefaction results in different catalytic systems %

淖毛湖煤是加氫液化的優(yōu)良煤種，在較為緩和的反應(yīng)條件下，傳統(tǒng)鐵系催化體系煤的轉(zhuǎn)化率就高達(dá)96.86%，油產(chǎn)率也高達(dá)68.08%;采用煤科院研制的復(fù)合型催化劑(CCRI)，還能進(jìn)一步促進(jìn)煤的轉(zhuǎn)化，PAA產(chǎn)率下降了16.3%，氣產(chǎn)率，水產(chǎn)率，特別是餾程<150 ℃輕質(zhì)油提高了25.64%，說明這種CCRI型催化劑有利于煤和中間產(chǎn)物大分子PAA輕質(zhì)轉(zhuǎn)化，有利于餾程<150 ℃輕質(zhì)油的生成，能夠?qū)崿F(xiàn)淖毛湖煤加氫液化富產(chǎn)芳烴。

2.2.2加氫液化產(chǎn)物的解析

(1)餾程<150 ℃輕質(zhì)油結(jié)構(gòu)解析。對(duì)不同催化體系下生成的餾程<150 ℃輕質(zhì)油進(jìn)行了芳潛，元素分析與1H-NMR，元素分析見表7，1H-NMR分析結(jié)果如圖3所示。傳統(tǒng)催化體系生成的餾程<150 ℃輕質(zhì)油芳潛為66.6%，CCRI催化體系生成的餾程<150 ℃輕質(zhì)油芳潛為70%，提高了近4%。

表7 不同催化體系下產(chǎn)物餾程<150 ℃輕質(zhì)油元素分析Table 7 Elemental results of <150 ℃ light oil in different catalytic systems

圖3 不同催化體系餾程<150 ℃輕質(zhì)油1H-NMR譜圖Fig.3 1H-NMR of <150 ℃ light oil in different catalytic system

1H-NMR譜圖計(jì)算出傳統(tǒng)和CCRI催化體系餾程<150 ℃輕質(zhì)油的芳香度fa分別為0.43和0.49。

CCRI催化體系餾程<150 ℃輕質(zhì)油H，C原子比為1.38，低于傳統(tǒng)催化體系餾程<150 ℃輕質(zhì)油H，C原子比1.49，CCRI催化體系餾程<150 ℃輕質(zhì)油fa和芳潛均高于傳統(tǒng)催化體系，這都表明，CCRI催化體系餾程<150 ℃輕質(zhì)油具有更多的芳香結(jié)構(gòu)。

(2)PAA結(jié)構(gòu)解析。對(duì)不同催化體系下生成的PAA進(jìn)行了熱重和紅外分析，熱重分析結(jié)果如圖4所示，紅外分析如圖5所示。

圖4 不同催化體系PAA的熱重分析Fig.4 TG and DTG of PAA in different catalytic systems

不同催化加氫體系PAA的熱重分析表明，與傳統(tǒng)催化加氫體系相比，CCRI催化劑體系PAA熱重殘余量降低10%，由于PAA熱重殘余量可間接表征其稠環(huán)芳烴的含量，因此，CCRI催化劑參與催化加氫反應(yīng)生成的PAA所含稠環(huán)芳烴更低，CCRI催化劑對(duì)PAA的催化加氫輕質(zhì)化作用強(qiáng)于傳統(tǒng)鐵系催化劑。

失重速率曲線表明，2種催化體系生成的PAA失重溫度范圍和失重峰溫度基本相同，大致分為低溫段(<300 ℃)和高溫段(>300 ℃)。低溫段的失重峰位置約為200 ℃，CCRI催化劑體系PAA失重速率1.9%/min、傳統(tǒng)鐵系催化體系PAA失重速率1.3%/min，高溫段的失重速率均約2.0%/min，2者的失重峰位置為460 ℃。這表明2種催化劑體系PAA的失重性質(zhì)相似。

圖5 不同催化加氫體系PAA的紅外圖譜Fig.5 IR of PAA in different catalytic systems

不同催化加氫體系PAA的紅外圖譜結(jié)果表明，傳統(tǒng)鐵系催化體系和CCRI催化體系PAA的出峰位置和數(shù)量基本一致，只是有些位置的吸收峰強(qiáng)度有所不同。這表明改變催化劑的加氫活性，對(duì)直接加氫液化過程具有一定影響。

(3)殘?jiān)Y(jié)構(gòu)與磁性能解析。以加氫液化產(chǎn)物-殘?jiān)?四氫呋喃不溶物)為對(duì)象，進(jìn)行了XRD和飽和磁化強(qiáng)度分析，結(jié)果見表8。

表8 不同催化體系殘?jiān)腦RD和飽和磁化強(qiáng)度分析Table 8 XRD and saturation magnetization of residue in different catalytic systems

通過與標(biāo)準(zhǔn)譜圖的對(duì)比和分析，從殘?jiān)需b定出4種鐵硫化物，1種鐵氧化物和1種鐵鎳硫化物，分別為2種晶形的Fe7S8(單斜晶系和三方晶系)、六方晶系的Fe8.8S10,Fe9S10,Fe9.5S10,立方晶系的Fe2O3，和1種無法鑒別晶形,其化學(xué)式是Fe4.005Ni4.995S8的物質(zhì)。

淖毛湖煤是低煤化程度的長(zhǎng)焰煤，氧含量高，F(xiàn)e元素與氧原子存在高親和力，當(dāng)體系中H2S分壓不足時(shí)，F(xiàn)e2O3未能全部轉(zhuǎn)化成磁黃鐵礦，樣品中發(fā)現(xiàn)Fe2O3殘留。

液化過程中鐵幾乎都變成了磁黃鐵礦催化活性態(tài)的化合物。XRD對(duì)不同催化體系中Fe的相態(tài)轉(zhuǎn)變過程分析表明，CCRI催化體系中，液化催化活性組分Fe7S8部分分解生成Fe8.8S10和Fe9S10，傳統(tǒng)催化體系中，更多的Fe7S8分解，在產(chǎn)物中還發(fā)現(xiàn)了Fe9.5S10。

單斜晶系的Fe7S8為一類鐵磁性物質(zhì)，通過飽和磁化強(qiáng)度的變化也可推知Fe7S8數(shù)量的變化。與CCRI催化體系相比，傳統(tǒng)催化體系殘?jiān)柡痛呕瘡?qiáng)度下降了22%，這也進(jìn)一步說明，CCRI催化體系在液化反應(yīng)過程中，鐵的活性態(tài)更容易保留，有利于淖毛湖催化加氫輕質(zhì)化反應(yīng)的進(jìn)行。

3 結(jié) 論

(1)新疆淖毛湖煤液化活性組分高達(dá)96%，是一種優(yōu)良的直接液化煤種，反應(yīng)溫度420 ℃，反應(yīng)壓力17 MPa，停留時(shí)間60 min，煤的轉(zhuǎn)化率94%，油產(chǎn)率68%，餾程<150 ℃輕質(zhì)油產(chǎn)率17.3%，也是淖毛湖煤加氫液化富產(chǎn)芳烴的最佳工藝參數(shù)。

(2)反應(yīng)溫度和停留時(shí)間的調(diào)控有利于餾程<150 ℃輕質(zhì)油的生成，降低催化劑活性態(tài)向非活性態(tài)轉(zhuǎn)化，減少PAA的縮聚和液化油的過度加氫。反應(yīng)壓力的提升有利于PAA的輕質(zhì)轉(zhuǎn)化，但對(duì)餾程<150 ℃輕質(zhì)油的生成影響不大。

(3)煤直接液化初期，催化劑的活性態(tài)發(fā)揮了催化作用，液化后期的催化劑由活性態(tài)Fe7S8，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榉腔钚詰B(tài)的Fe9S10，甚至是FeS。為煤液化富產(chǎn)芳烴催化劑提升加氫性能的設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。

(4)與工藝參數(shù)調(diào)控相比，催化劑調(diào)控更為顯著。具有加氫和裂化雙重性能的CCRI催化劑在液化過程中，有效降低了液化活性組分Fe7S8向非活性態(tài)轉(zhuǎn)化，促進(jìn)了PAA的輕質(zhì)轉(zhuǎn)化，有利于餾程<150 ℃輕質(zhì)油的生成，與傳統(tǒng)催化體系相比，CCRI催化體系餾程<150 ℃輕質(zhì)油具有更多的芳香分子結(jié)構(gòu)，芳潛提升顯著。