2 結(jié)果與討論
2.1 煤直接液化柴油加氫前后物理化學(xué)性質(zhì)變化煤直接液化柴油加氫主要發(fā)生芳烴飽和反應(yīng)。對(duì)比加氫前后煤直接液化柴油的餾程，發(fā)現(xiàn)加氫前后煤直接液化柴油的餾程變化不大，同等餾出率條件下的加氫產(chǎn)品油的餾出溫度大約比原料油低1-2℃；煤直接液化柴油加氫前 的密度（20℃）和運(yùn)動(dòng)黏度（40 ℃）分別為0.844ｇ/ｃｍ3、1.326ｍｍ2/ｓ，加氫后產(chǎn)品油的密度（20 ℃）和運(yùn)動(dòng)黏度（40 ℃）分別為 0.842ｇ/ｃｍ3、1.25-1.30ｍｍ2/ｓ，比原料油略低，隨反應(yīng)條件變化未發(fā)現(xiàn)明顯的變化規(guī)律。
2.2 煤直接液化柴油加氫前后芳烴含量變化
2.2.1 反應(yīng)溫度對(duì)煤直接液化柴油加氫產(chǎn)品芳烴含量的影響 芳烴加氫飽和反應(yīng)是強(qiáng)放熱可逆反應(yīng)。從動(dòng)力學(xué)角度分析，提高溫度可提高反應(yīng)速率，對(duì)芳烴的轉(zhuǎn)化有利；從熱力學(xué)角度分析，提高反應(yīng)溫度時(shí)逆向反應(yīng)速率的增值大于正向反應(yīng)速率的增值。由 Arrhenius方程可知，反應(yīng)活化能越高，反應(yīng)速率常數(shù)隨溫度的變化越敏感，所以與多環(huán)芳烴的飽和反應(yīng)相比，提高溫度將更加促進(jìn)單環(huán)芳烴生成飽和烴類(lèi)的反應(yīng)；當(dāng)溫度超過(guò)一定值后，熱力學(xué)因素開(kāi)始起主導(dǎo)作用，即逆反應(yīng)速率增加。在體積空速為0.6h-1的條件下考察了反應(yīng)溫度對(duì)煤直接液化柴油加氫產(chǎn)品芳烴含量的影響，結(jié)果如圖2所示。其中，圖2（ａ）的反應(yīng)壓力為6MPa，圖2（ｂ）的反應(yīng)壓力為12MPa。
從圖2可以看出，隨著反應(yīng)溫度升高，產(chǎn)品油的芳烴含量總體呈先降低后增加的趨勢(shì)。在反應(yīng)溫度小于140 ℃時(shí)，芳烴飽和率較低，并且在所考察條件下，芳烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)無(wú)法降低到0.01%以下，如在反應(yīng)溫度為80 ℃、反應(yīng)壓力為12MPa、體積空速為0.6h-1的條件下，芳烴飽和率僅有31.75%。在反應(yīng)溫度大于140℃時(shí)，芳烴飽和率能夠達(dá)到99％以上，加氫后煤直接液化柴油芳烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于 0.01％。在反應(yīng)溫度大于 200 ℃時(shí)，由于逆反應(yīng)速率增加，導(dǎo)致芳烴飽和率有一定程度下降。
2.2.3反應(yīng)壓力對(duì)煤直接液化柴油加氫產(chǎn)品芳烴含量的影響 氫分壓對(duì)柴油的加氫反應(yīng)有顯著的影響：一方面提高氫分壓即提高氫氣反應(yīng)物的濃度，從而有利于提高芳烴加氫飽和反應(yīng)速率；另一方面由于芳烴加氫飽和反應(yīng)是一個(gè)體積減小的反應(yīng)，提高氫分壓有利于芳烴飽和，提高芳烴的轉(zhuǎn)化深度?？疾炝朔磻?yīng)壓力對(duì)煤直接液化柴油加氫產(chǎn)品芳烴含量的影響，結(jié)果如 圖4所示。其中，圖4（ａ）的反應(yīng)溫度為140 ℃，圖4（ｂ）的反應(yīng)溫度為160 ℃ 。
從圖4可以看出，在加氫反應(yīng)溫度為140-160℃體積空速為0.6-1.2h-1的條件下，隨著反應(yīng)壓力的增加（由6MPa增加到12MPa），產(chǎn)品油中的芳烴含量整體呈降低趨勢(shì)。在140 ℃條件下，由于反應(yīng)溫度較低，壓力對(duì)芳烴的轉(zhuǎn)化率影響較大體積空速為1.2h-1時(shí)，當(dāng)壓力由6MPa增加到12MPa，產(chǎn)品油中的芳烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)由0.0197％降低到0.0061％；而當(dāng)壓力逐漸增加后，特別是壓力大于12MPa后，壓力的影響逐漸減弱。但因?yàn)樵嫌椭蟹紵N含量本身較低，所以增加壓力對(duì)芳烴飽和的影響不會(huì)特別明顯，特別是在反應(yīng)溫度為160 ℃時(shí)，增加反應(yīng)壓力對(duì)芳烴飽和度影響較小，這種現(xiàn)象在低體積空速條件下更加明顯，特別是當(dāng)體積空速為0.6h-1時(shí)，壓力從6MPa增加到12MPa，加氫后產(chǎn)品油中的芳烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅從0.0014％降低到0.0010％。
2.3 煤直接液化柴油所制輕質(zhì)白油的性質(zhì)對(duì)加氫后煤直接液化柴油按照標(biāo)準(zhǔn)（NB/SH/T0913-2015）規(guī)定的餾程范圍切割后可以得到各個(gè)牌號(hào)的輕質(zhì)白油。本研究將煤直接液化柴油加氫油經(jīng)過(guò)色譜模擬蒸餾切割，得到的輕質(zhì)白油收率分布如表3所示。
由表3可以看出，煤直接液化柴油所生產(chǎn)的輕質(zhì)白油有94％在寬餾程輕質(zhì)白油牌號(hào) TA之內(nèi)，
通過(guò)切割則主要集中在產(chǎn)品牌號(hào)40-110之間，牌號(hào)低于40或者高于120的白油產(chǎn)量較低。采用1L精餾裝置對(duì)煤直接液化柴油加氫油進(jìn)行切割，獲得不同牌號(hào)的輕質(zhì)白油樣品，性質(zhì)如表4所示。
由表4可知，經(jīng)過(guò)精餾裝置切割得到的輕質(zhì)白油實(shí)際收率與模擬蒸餾預(yù)測(cè)收率基本一致。對(duì)照實(shí)際產(chǎn)品的分析指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)，由煤直接液化柴油加氫、切割所獲得的輕質(zhì)白油樣品，其芳烴含量、閃點(diǎn)均能夠滿足現(xiàn)有輕質(zhì)白油標(biāo)準(zhǔn)要求；牌號(hào)70以上的輕質(zhì)白油產(chǎn)品的黏度比標(biāo)準(zhǔn)稍低。同時(shí)，由煤直接液化柴油經(jīng)過(guò)加氫而得到的各個(gè)牌號(hào)的輕質(zhì)白油產(chǎn)量也可以通過(guò)調(diào)節(jié)精餾切割溫度來(lái)進(jìn)行調(diào)控。