鐵硫化合物催化勝利褐煤的加氫裂解.pdf

1、加氫裂解反應(yīng)是煤液化過程中關(guān)鍵的反應(yīng)之一，高效催化劑的制備是煤炭液化中的核心技術(shù)。本課題采用浸漬法以Fe(CO)5和單質(zhì)硫為原料、ZSM-5為載體制備負載型Fe-S型催化劑。通過FTIR、SEM、XPS和XRD分析，發(fā)現(xiàn)活性組分很好地吸附在載體γ-Al2O3上，通過與DNM的催化反應(yīng)產(chǎn)物的總離子流色譜圖表明催化劑具有很好的裂解選擇性，選擇性地促進DNM中橋鍵的斷裂和所生成1-甲基萘的脫甲基反應(yīng)。
　　以勝利褐煤（SL）及其萃余物（

2、SLER）作為研究對象，F(xiàn)e-S/ZSM-5存在時在300℃時進行催化加氫裂解反應(yīng)，用GC/MS定性和定量地檢測反應(yīng)混合物中的化合物類型和含量，將檢測到的化合物進行族組分分析，并用無催化劑存在時、相同反應(yīng)條件的加氫裂解反應(yīng)作為對比實驗，選取不同反應(yīng)體系溶劑（環(huán)己烷、甲苯、甲醇、乙醇和異丙醇）,研究鐵硫催化劑對勝利褐煤及萃余物加氫裂解反應(yīng)產(chǎn)率及其產(chǎn)物的影響。勝利褐煤萃余物的加氫裂解反應(yīng)所得產(chǎn)物混合物的索氏石油醚萃取物經(jīng)GC/MS檢測，分為

3、烷烴、芳烴、醚類、醇類、酯類、酮類、烯烴和少量含硫化合物和含氮化合物，其中以芳烴、芳醚和烷烴為主。在Fe-S/ZSM-5催化作用下，不同溶劑下勝利褐煤萃余物的加氫裂解反應(yīng)收率均明顯大于無催化劑存在下的反應(yīng)收率，說明Fe-S/ZSM-5對煤大分子結(jié)構(gòu)中有機小分子的釋放及其特殊結(jié)構(gòu)的斷裂有著顯著的促進作用。另外，勝利褐煤萃余物在環(huán)己烷、甲醇和乙醇中催化效果高于甲苯和異丙醇中，非極性溶劑環(huán)己烷有利于氫自由基的存在有利于催化反應(yīng)，而甲醇和乙醇則

4、是參與了醇解，促進煤大分子結(jié)構(gòu)的斷裂，而異丙醇中反應(yīng)效果不佳，因其分子較大，醇解過程中位阻效應(yīng)較為明顯，不利于反應(yīng)的進行。勝利褐煤萃余物的熱解和加氫裂解產(chǎn)物的索氏石油醚萃取物中檢測到的芳烴的芳環(huán)數(shù)均小于等于5，且多以烷基取代基芳烴為主，如甲基萘、甲基蒽和甲基芘等；烷烴含量較多，且主要為C10-C27，其中以直鏈烷烴為主，約占三分之二；另外產(chǎn)物中檢測出大量芳醚類化合物，且催化裂解高于熱解，說明催化劑的加入有利于煤大分子結(jié)構(gòu)中芳碳鍵和芳醚間