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1、江苏省科学技术奖公示材料专业评审组：化学工程 成果类别：基础类 一、项目名称温和条件下中低阶煤定向转化的关键科学基础二、项目简介： 煤富含芳环，特别是缩合芳环，包括含杂原子的芳环，诸多含芳环（特别是缩合芳环和含杂原子的芳环）的化合物是附加值很高的精细有机化学品，因此煤作为获取高附加值化学品的原料利用得天独厚。以从中低阶煤中直接分离或者定向转化得到高附加值精细有机化学品为目标，本项目开发了中低阶煤温和定向催化转化制高附加值化学品的关键理论和技术。开发了基于新型质谱离子化等方法表征中低阶煤复杂体系分子信息的新方法。采用全二维气相色谱、制备色谱和合相色谱等对煤可溶组分及可溶转化产物进行精细分离；采用
2、配备不同离子源的质谱技术，辅以红外光谱、核磁、质谱碰撞诱导解离技术，获得萃取物中脂链分布的类型（烷基或桥键、直链或支链以及链长等）、芳环的成分以及脂链和芳环的含量，采用原位电离质谱方法对中低阶煤中不易被萃取的成分进行分析，全面了解中低阶煤中有机质的分子特征。构建了中低阶煤有机质的缔合/键合作用类型和解离/解聚方法。利用不同低沸点溶剂的低温分级萃取可破坏中低阶煤中可溶有机化合物之间及可溶有机化合物和大分子网络结构之间的非共价键作用力。用诸如环己烷和苯等低沸点惰性溶剂对萃余煤进行热溶可以破坏萃余煤有机质中的部分包合作用而释放出可溶有机化合物，而用烷醇作为溶剂热溶中低阶煤可以导致中低阶煤中某些较弱的
3、含氧桥键的断裂。温和条件下的氧化解聚可以破坏中低阶煤及其不溶物中难溶大分子结构，通过氧化所得脂肪酸和苯羧酸的分布可反演煤有机质中难溶大分子骨架结构中缩合芳环结构的特征，包括烷基侧链与桥链的类型和芳环缩合程度等。开发了中低阶煤及所得液体产物定向加氢的新型催化材料和工艺。同时破坏中低阶煤有机质中含氧桥键、脱除芳环外、芳环上和芳环内的杂原子并使芳环加氢饱和是具有重大挑战性的研究。本项目制备了一系列高活性可回收的载镍酸性和碱性催化剂，可有效避免杂原子对加氢活性位的中毒作用，在温和条件下同时破坏含氧桥键、脱除芳环外、芳环上和芳环内的杂原子并使芳环加氢饱和。开发了中低阶煤转化产物定向加氢、缩合芳烃深度加氢
4、、完全加氢等一系列新型催化剂，得到的加氢产物可望作为高速战机的燃油和高级润滑油的基础油利用。开发了中低阶煤及煤焦油精细分离制备高附加值化学品的工艺设备。开发了高温煤焦油温和选择性萃取分离工艺和设备、中低温煤焦油双溶剂快速选择性分离工艺和设备、煤焦油馏分中咔唑等高附加值化学品的高效分离工艺和设备以及利用煤焦油沥青制备高性能碳材料和高级筑路沥青等一系列高端技术。相关技术已与多家企业合作并成功建设了多条煤焦油及馏分的系列产品深加工的工艺和设备。本项目授权专利9件，其中中国发明专利8件，国际专利1件。发表SCI论文192篇，其中ESI高被引论文2篇，被SCI引用2180次，他引944次，出版专著3部，
5、承担国家级项目28项。所开发的中低阶煤定向转化制备高附加值化学品的关键技术为建立拥有我国知识产权的中低阶煤高效利用的产业提供了理论基础和技术支撑。三、推广应用情况本项目所开发的技术已成功应用在中低阶煤热熔转化、煤焦油分离等方面。完成了与枣庄矿业（集团）有限责任公司合作的“煤焦油萃取分离与高附加值产品工艺技术中试及规模化装置”项目、与陕西煤业化工技术研究院有限责任公司合作的“中低温煤焦油萃取提酚技术开发”项目以及与山西宏特煤化工有限公司合作，成功地研发并建设了提纯咔唑、菲、芴的小试装置，已经全面掌握了高纯度组分提纯的方法、工艺参数、设计配套设备等关键技术。1、开发了从煤基液体中大规模族组分的萃取
6、新工艺和配套设备：该项目与山东枣庄煤业集团煤化工研究院合作，成功研发了一套万吨级年处理量的煤基液体低温萃取工艺和装置。利用该成套设备可以顺利地将煤焦油快速分离为轻质、重质两种组分，为该企业生产高性能针状焦下游产品提供了优质的原料保障。优质的高性能能针状焦原料已经出售多家单位，用户单位给予很高的评价。与常规煤基液体加工工艺及设备相比，该项目开发的低温萃取技术具有工艺简便、分离效率高、投资小、节能，特别是具有使煤焦油轻重组分富集功效高、快速深度分离和处理量易于调控等优点。实现了煤焦油产品精细分离产业链的升级和进步，为企业快速形成大规模生产工艺奠定基础。2、开发了从煤基液体中分离酚和烃的双溶剂新工艺
7、和配套设备：为充分开发利用大量存在于中低温煤焦油产品中的酚类化合物，与陕西煤业集团研究院合作，成功地开发了利用双溶剂选择性地从中低温煤焦油中提取链烃和酚类化合物的新方法、新工艺及全套智能化装置。使用创新性的双溶剂萃取工艺分离中低温煤焦油获得了非常好地分离效果，溶剂回收率高，工艺操作简便。该项技术已经应用于企业并正在顺利生产中，初步的生产已经显现出很好的应用前景和经济效益。经过权威部门检测：利用该工艺快速分离获得的两种产品-低碳链烃基本符合市售车用油产品的国家标准；酚类化合物符合市售粗酚的质量标准。3、开发了从煤基液体三环缩合组分中精细分离蒽渣的新技术：每年我国利用蒸馏法所产生的煤焦油提蒽废渣接
8、近百万吨，蒽渣的组成中大约含有8%-10%咔唑以及可用于生产高端药物、染料等重要的高附加值有机化学品的原料。项目研究人员与山西宏特煤化工有限公司合作，成功地研发并建设了提纯咔唑、菲和芴的小试装置，已经全面掌握了高纯度组分提纯的方法、工艺参数、设计配套设备等关键技术。基于所开发的技术，山西宏特煤化工有限公司已经开展建设300吨/年生产咔唑设备的设计和试验工作，并拟订了筹建万吨级蒽渣分离工业示范装置的时间计划表。 3 四、代表性论文论著目录（应用类可不填）序号论文论著名称/刊名/作者影响因子年卷页码（XX年XX卷XX页）发表时间(年月日)通讯作者第一作者SCI他引次数他引总次数是否国内完成1Ins
9、ight into the structural features of Zhaotong lignite using multiple techniques, Fuel, Li Z K, Wei X Y, Yan H L, Zong Z M4.6012015: 153, 176-1822015年8月1日魏贤勇李占库3758是2Investigation on structural features of Shengli lignite through oxidation under mild conditions, Fuel, Liu F J, Wei X Y, Zhu Y, Fan X,
10、Gui J, Wang Y G, Zhao Y P, Zong Z M, Zhao W3.0912013, 109: 316-3242013年7月魏贤勇柳方景1336是3Application of supported metallic catalysts in catalytic hydrogenation of arenes, RSC Advances, Qi S C, Wei X Y, Zong Z M, Wang Y K3.1082013, 3 (34): 14219-142322013年9月14日魏贤勇亓士超2730是4ReaxFF reactive force field for
11、molecular dynamics simulations of lignite depolymerization in supercritical methanol with lignite-related model compounds, Energy & Fuels, Chen B, Wei X Y, Yang Z S, Liu C, Fan X, Qing Y, Zong Z M4.6012012, 26 (2): 984-9892012年2月魏贤勇陈博2247是5Sequential thermal dissolution of Huolinguole lignite in met
12、hanol and in ethanol, Energy & Fuels, Lu H Y, Wei X Y, Yu R, Peng Y L, Qi X Z, Qie L M, Wei Q, Lv J, Zong Z M, Zhao W, Zhao Y P, Ni Z H, Wu L3.0912011, 25 (6): 2741-27452011年6月魏贤勇芦海云1251是6Extraction of organonitrogen compounds from five Chinese coals with methanol, Energy & Fuels, Wei X Y, Wang X H,
13、 Zong Z M3.0912009, 23 (10): 4848-48512009年10月魏贤勇魏贤勇1437是7Separation and analysis of organic compounds in an Erdos coal, Fuel, Zong Y, Zong Z M, Ding M J, Zhou L, Huang Y G, Zheng Y X, Jin X, Ma Y M, Wei X Y4.6012009, 88 (3): 469-4742009年3月魏贤勇宗营2247是8Difference in chemical composition of carbon disu
14、lfide-extractable fraction between vitrinite and inertinite from Shenfu-Dongsheng and Pingshuo coals, Fuel, Zhao X Y, Zong Z M, Cao J P, Ma Y M, Han L, Liu G F, Zhao W, Li W Y, Xie K C, Bai X F, Wei X Y4.6012008, 87 (4-5): 565-5752008年4月魏贤勇赵小燕1641是五、主要知识产权目录（不超过10件）序号知识产权类别知识产权具体名称国家（地区）授权号权利人发明人1发明
15、低温快速萃取法分离高温煤焦油组分的成套设备及方法中国ZL 2013 1 0102442.2中国矿业大学魏贤勇、江卫、宗志敏、王明南、殷涛、和德涛、张波、楚可嘉、李万勇、杨重阳、徐宾、李保民、赵炜、朱亭亭、丁俊、杨其权、王青、韩涛、袁帅、王勇、曹景沛、樊星、赵云鹏、梁静、任海宁、彭友林、沈红娜、刘显灵、周健、赵伟、李海平、靖玲2发明一种负载型魔酸催化剂的制备方法和装置中国ZL 2013 1 0044511.9中国矿业大学魏贤勇，亓士超，李占库，赵长林，宗志敏，赵云鹏，樊星，赵炜，曹景沛3发明磁芯负载型固体超强碱催化剂的制备方法中国ZL 2014 1 0396447.5中国矿业大学魏贤勇，李想，马巍巍，柳方景，王玉高，李占库，李鹏，宗志敏4发明一种微波法直接制备负载固体超强酸催化剂的方法中国ZL 2012 10061536.5中国矿业大学魏贤勇，宗志敏，岳晓明，王英华，樊星，赵云鹏，孙兵，卿宇，王玉高，李鹏，陈博，刘畅，黄莉丽，周俊，路瑶5发明一种带有易拆卸层析柱的加压柱层析成套装置
