USY分子篩對煤熱解氣態(tài)焦油的催化改質(zhì).pdf

1、煤在熱解過程會產(chǎn)生一定數(shù)量的焦油產(chǎn)品，其中既有BTEXN（苯、甲苯、乙苯、二甲苯和萘）等輕質(zhì)組分，也包含PAHs（多環(huán)芳烴）等重質(zhì)組分。其中，BTEXN等輕質(zhì)芳烴是重要的高附加值有機化工原料，被廣泛應用于農(nóng)藥、醫(yī)藥、染料等行業(yè)。但煤焦油產(chǎn)品中，BTEXN輕質(zhì)芳烴等物質(zhì)的含量很低，多環(huán)芳烴等瀝青組分的含量高達55％以上。目前以多環(huán)芳烴為主的重質(zhì)組分包括瀝青未得到高附加值的充分利用。雖然這些PAHs組分也是重要的化工原料，但如未提取利用，會

2、在焦油運輸、儲存等環(huán)節(jié)揮發(fā)至環(huán)境中,造成污染。因此，實現(xiàn)煤焦油中PAHs等重質(zhì)組分的高效裂解，同時富集并提取BTEXN等輕質(zhì)組分，既可以提高煤焦油的有效利用率，又可以避免對環(huán)境造成污染，是實現(xiàn)煤化工產(chǎn)品清潔高效可持續(xù)利用的有效途徑。
　　本文選用超穩(wěn) Y型分子篩（USY）為催化劑，采用熱解-氣質(zhì)聯(lián)用儀（Py-GC/MS），在線考察了煤熱解過程氣態(tài)焦油的形成及裂解過程。通過對比催化前后BTEXN及PAHs等產(chǎn)物的釋放特性，結(jié)合催化劑

3、的性能參數(shù)以及實驗煤種性質(zhì)，分析了USY分子篩催化劑對煤熱解氣態(tài)焦油的催化效果，考察了USY的催化行為并初步揭示了其催化作用機理；此外，通過對煤種進行吡啶抽提，分離出煤中的低分子化合物并得到相應抽提殘煤，進而探析了低分子化合物在 USY催化改質(zhì)煤熱解氣態(tài)焦油過程中的供氫作用。得到以下主要結(jié)論：
　?。?）USY分子篩可以有效促進PAHs等重質(zhì)組分向BTEXN等輕質(zhì)芳烴的裂解轉(zhuǎn)化。經(jīng)USY1分子篩催化后，安家?guī)X煤熱解所得BTEXN產(chǎn)

4、率由1 wt%增加到3.8 wt%，賀西煤熱解所得的BTEXN產(chǎn)率由1.5 wt%增加到4.5 wt%，同時3~4環(huán)多環(huán)芳烴總產(chǎn)率分別降低了23.7%和32.8%。
　　（2）USY對煤熱解氣態(tài)焦油的催化效果主要受自身酸性位分布情況和煤種特性的雙重影響。弱的 B酸性位較有助于芳香縮合度較低，脂肪類結(jié)構(gòu)較為豐富的安家?guī)X長焰煤熱解產(chǎn)物中 BTEXN的生成，而強的 B酸性位則對芳香縮合度較高的賀西焦煤表現(xiàn)出較強的促進BTEXN生成的作用

5、。
　　（3）低分子化合物可以顯著促進煤熱解焦油催化改質(zhì)過程中BTEXN的生成。當熱解溫度為600 ℃時，低分子化合物的存在使得錫盟煤熱解氣態(tài)焦油經(jīng)催化改質(zhì)后BTEXN的總產(chǎn)率增加了2 wt%，同樣五彩灣煤增加了約1.9 wt%，賀西煤也增加了約0.8 wt%。
　　（4）煤熱解氣態(tài)焦油的催化改質(zhì)過程消耗了許多含氫自由基，以及H2、CH4等富氫氣體，其中有一部分來自于低分子化合物的高溫熱裂解過程。低分子化合物的供氫作用與 U