在煤热解焦化过程中,副产品煤焦油的产量占比很大,可达到几千万吨,合理利用煤焦油,加快油品轻质化的研究进程,对缓解我国石油资源紧张有着积极作用。针对该现状,本文以已有的煤热解/CFB燃烧系统耦合的白云石催化系统工艺为背景,在高效廉价白云石催化剂的作用下,研究蒽油和洗油两种煤焦油馏分的加氢裂解过程。系统考察了温度、水/油质量比、空速等工艺条件对气、液、固三相产率分布,裂解油组分含量变化的影响;考察煅烧温度、助剂种类及添加量对白云石催化剂活性的影响。选取1-辛硫醇、苯甲硫醚、二苯基二硫化物和苯并[b]噻吩(BT)等四种含硫化合物模拟煤焦油中含硫组分,考察0.5%Ni/1%Fe-白云石催化剂的抗硫性能和加氢脱硫反应对煤焦油其他组分裂解的影响。实验采用GC分析气相产物各组分含量,用XRD、SEM、TG等方法表征反应前后白云石催化剂特性变化,用GC-MS分析裂解油组分及含量变化。取得的主要结果为:(1)蒽油、洗油馏分的主要裂解产物是裂解油,主要气相产品是H2、CO、CO2等气体。经白云石催化裂解,蒽油中的烷基芳烃发生脱烷基侧链反应生成CH4等烃类气体,裂解碎片则发生缩聚反应生成稠环芳烃,导致蒽油裂解油的油品重质化;洗油馏分中苊发生开环裂解反应生成小分子气态烃、烷烃和亚联苯,使得洗油裂解油的油品轻质化。在裂解过程中,联苯和烷基苯类化合物在反应过程中作为中间体化合物,其相对含量变化不明显。(2)温度对白云石催化裂解活性的影响较大,高温可促进焦油组分裂解反应,但高温能促进催化剂积炭,使部分CaO转变为CaCO3,引起催化剂质变:水/油比主要影响催化剂表面的积炭情况,高水蒸气的氛围可减少催化剂积炭量;空速主要调节焦油分子与催化剂活性中心接触可能性和接触时间,对主要气相产率影响大,对裂解油组分的影响较小。(3)煅烧温度主要影响白云石煅烧程度、金属组分分布和粒度大小。助剂Fe能促进裂解过程中水煤气转化反应,使得较多的H2和CO转化为CO2;助剂Ni和Fe锻烧后能形成Ni-Fe合金相,提高催化剂抗积炭能力;NiO活性组分能提高催化剂对芳烃分解(C-C和C-H键裂解)的活性。(4)0.5%Ni/1%Fe-白云石催化剂对1-辛硫醇、苯甲硫醚、二苯基二硫化物和苯并噻吩等四种含硫化合物的选择性不同。前两者结构简单,在裂解过程中可全部脱除;二苯基二硫化物可部分发生加氢脱硫反应;苯并噻吩因结构复杂、芳香度高,几乎不发生加氢脱硫反应。加氢脱硫反应生成的H2S气体,能与白云石和活性组分Ni反应生成CaS、NiS,加重催化剂积炭的同时,造成催化剂中毒失活。