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煤直接液化油（煤基油）中富含环烷烃，且主要以单环和双环烃类为主，而环烷烃具有密度大、热值高、热安定性好、冰点低及低温流动性好的特点，因此其是制备高密度液体燃料的良好原料。本文以煤直接液化油为研究对象，利用300mL连续加氢装置开展了煤基油催化加氢试验研究，探讨了煤基油加氢定向转化制环烷烃的调控原理和催化加氢机理，建立了煤基油芳烃加氢饱和动力学模型，开发了煤基高密度液体燃料的制备技术，为煤基高能液体燃料工业应用提供理论和数据支持。 煤基油催化加氢研究表明，提高反应温度(310～380℃)、反应压力(8～15MPa)、氢油比(500～900Nm3/m3)以及降低体积空速(0.5～1.5h-1)有利于加氢脱硫、加氢脱氮以及芳烃加氢饱和反应，反应温度是芳烃加氢饱和反应最大影响参数;煤基油加氢制备高密度液体燃料的适宜工艺条件:反应温度370℃、反应压力13.7MPa、体积空速0.7h-1、氢油比700Nm3/m3，此时加氢煤基油密度为0.8368g/cm3，H/C原子比为1.86，硫含量为2.11mg/L，氮含量为0.46mg/L，环烷烃含量高达90.1％,芳烃含量仅为4.0％，芳烃转化率达到91％以上，其具有高密度、低硫、低氮、低芳烃、富含环烷烃的特点，适宜用于制备高密度液体燃料。 煤基油芳烃加氢饱和动力学研究表明，煤基油催化加氢反应主要包括加氢脱硫、脱氮反应、芳烃加氢饱和反应以及少量的芳环裂化开环反应;将煤基油划分为芳烃、环烷烃、链烷烃三个集总，依据芳烃(←→)环烷烃→链烷烃的反应网络建立了动力学模型，芳烃加氢正逆反应的活化能分别为78.10kJ/mol、89.89kJ/mol，环烷烃加氢开环裂化反应活化能为230.31kJ/mol，开环裂解反应较难发生;对加氢精制反应部分，依据芳烃(←→)环烷烃的反应网络建立了动力学模型，芳烃加氢正逆反应的活化能分别为47.16kJ/mol、59.86kJ/mol;模型对加氢煤基油烃类组成具有较好的预测效果，同时也可指导加氢产物分布过程调控和工艺参数优化。 煤基高密度液体燃料制备技术研究表明，选取加氢煤基油170～270℃的馏分作为煤基高密度液体燃料，其密度为0.8582g/cm3，闪点为64℃，冰点低于-70℃，硫含量为2.57mg/L，氮含量为1.03mg/L，环烷烃含量高达93.9％,芳烃含量仅为2.7％，具有高密度、低硫、低氮、高闪点、高体积热值、高体积比热容，高热安定性、低温流动性好、耐腐蚀的特点，性能优异，是一种清洁的高密度高热安定性液体燃料，有利于提高飞行器续航时间。