一種低階煤熱解形成BTEXN的過(guò)程解析.pdf

1、BTEXN（苯、甲苯、乙苯、二甲苯和萘）是基本有機(jī)化工原料，廣泛應(yīng)用于塑料、農(nóng)藥、醫(yī)藥和染料等行業(yè)。除從石油化工行業(yè)制取外，這些化合物還可通過(guò)煤熱解來(lái)獲取。煤主要由兩部分物質(zhì)組成:有機(jī)質(zhì)和礦物質(zhì)，在煤有機(jī)質(zhì)大分子結(jié)構(gòu)中還分散嵌有一定量的低分子化合物。一般來(lái)說(shuō)，煤熱解主要是煤大分子結(jié)構(gòu)的裂解，同時(shí)煤中礦物質(zhì)和低分子化合物會(huì)對(duì)煤熱解過(guò)程中的熱解行為、熱解產(chǎn)物的分布產(chǎn)生一定的影響。因此，在研究煤熱解形成BTEXN的過(guò)程中，探究礦物質(zhì)和低分子化

2、合物對(duì)煤熱解過(guò)程BTEXN形成規(guī)律的影響具有重要意義。
　　本文通過(guò)HCl-HF酸洗一種選自哈薩克斯坦的低階煤（簡(jiǎn)稱KZ），獲得脫礦物質(zhì)煤樣。并對(duì)原煤以及脫除礦物質(zhì)的煤樣進(jìn)行吡啶抽提，以提取煤中的低分子化合物，并獲得相應(yīng)的抽提殘煤。然后采用Py-GC/MS聯(lián)用儀獲得原煤、脫礦物質(zhì)煤以及抽提殘煤熱解過(guò)程中BTEXN的生成量和分布信息，通過(guò)對(duì)比煤樣脫礦物質(zhì)前后以及抽提前后BTEXN生成規(guī)律的變化，探討了煤中礦物質(zhì)、低分子化合物與BTE

3、XN形成規(guī)律之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)。同時(shí)對(duì)煤中礦物質(zhì)對(duì)煤熱解過(guò)程中BTEXN生成的催化機(jī)理以及低分子化合物對(duì)其的作用機(jī)制進(jìn)行了解析。得到以下主要結(jié)論:
　　(1)KZ煤熱解生成BTEXN的總產(chǎn)率為1.1 wt.％。隨著熱解溫度(500℃-1000℃)的升高，BTEXN產(chǎn)率呈先升后降的趨勢(shì)，在700℃達(dá)到最大值，占總產(chǎn)率的57％。煤熱解過(guò)程生成的BTEXN以苯、甲苯為主。
　　(2) KZ煤中礦物質(zhì)對(duì)其熱解過(guò)程BTEXN的形成有催化作

4、用。其中起催化作用的主要是含Ca、Fe等金屬的礦物質(zhì)，其可催化裂解產(chǎn)物中的稠環(huán)芳烴和酚類化合物等物質(zhì)，生成苯、甲苯等輕質(zhì)芳烴，最終改變煤熱解產(chǎn)物的組分分布。
　　(3) KZ煤中低分子化合物主要由直鏈脂肪烴、芳烴以及含氧化合物組成。這部分化合物熱解生成BTEXN占脫灰萃取前煤樣總生成量的16％，表明KZ煤熱解過(guò)程產(chǎn)生的BTEXN主要由煤的大分子骨架結(jié)構(gòu)裂解生成。低分子化合物的存在可促進(jìn)BTEXN的生成，主要因?yàn)榈头肿踊衔镒鳛楦粴?/p>