孙 兵,魏贤勇,岳晓明,梅丽敏,黄丽莉,卿 宇,柳方景,宗志敏

(中国矿业大学煤炭加工与高效洁净利用教育部重点实验室,江苏徐州,221008)

煤直接液化是在高温和高压下,借助于供氢溶剂和催化剂,将煤转化为液体燃料或化工原料的先进洁净煤技术[1]。催化加氢裂解是煤液化过程中的重要反应,其所用催化剂一般包括金属氧化物、金属、硫化物和卤化物等[2],而使用酸性催化剂的相对较少。酸性催化剂可以在远低于自由基起始反应温度的条件下促使煤结构中的桥键断裂,然而酸性催化剂腐蚀性较强,因此,为了更好地实现其工业化应用,制备固体酸催化剂成为一个研究方向。三氟甲磺酸三甲基硅脂(TM SO Tf)是一种路易斯酸,目前主要用于酰化反应和甲硅烷基化反应等[3-6],其在催化加氢裂解反应中的应用还鲜有报道。本研究采用TMSOTf、SbCl5和活性炭制备固体酸催化剂,用于葛亭煤的催化加氢裂解反应,并对反应产物进行GC/MS分析。

1 实验

1.1 试剂

所用试剂包括石油醚(沸程为30～60℃)、环己烷、丙酮、TM SOTf和SbCl5(均为分析纯),其中石油醚、环己烷和丙酮经旋转蒸发器蒸馏精制后使用。

1.2 煤样的制备

将葛亭煤研磨过筛至200目以下,在80℃下真空干燥24 h,然后保持真空状态冷却至室温,取出置于充氮的干燥器内保存。葛亭煤的工业分析和元素分析如表1所示。

表1 葛亭煤的工业分析和元素分析(w B/%)Table 1 Proximate and ultimate analyses of Getting coal

1.3 催化剂的制备

将TMSOTf、SbCl5(体积比为1∶1)以及活性炭混合后在氮气保护下进行磁力搅拌。待活性炭被充分浸渍后,用膜式过滤器过滤。……