多级孔分子筛对中低温煤焦油催化裂解特性的影响
2021-10-13张壮壮杨晨晨郑学艳
延安大学学报(自然科学版) 2021年3期
关键词:催化剂
张壮壮,刘 楠,王 乐,杨晨晨,郑学艳
(延安大学 化学与化工学院,陕西省化学反应工程重点实验室,陕北低阶煤清洁高效利用协同创新中心,陕西 延安 716000)
我国低阶煤储量丰富,其中陕北地区作为国家大型煤炭基地,煤炭已探明储量达1 500亿t,约占全国储量的五分之一[1]。丰富的煤炭储量推动了陕北地区煤炭热解产业迅猛发展,中低温煤焦油产能占据全国总产能的一半以上[2-3]。中低温煤焦油作为煤热解过程中产生的复杂液体产物,是十分宝贵的化工原料。由于中低温煤焦油作为复杂的有机混合物体系,具有轻质芳烃含量低、酸性含氧化合物和重质成分含量高等特点,需经进一步催化加工利用获得燃料油和高值化学品[4-6]。然而,传统的分子筛催化剂多为微孔催化剂,焦油大分子在其内部进行化学反应时,微孔传递路径过长、传质阻力巨大,导致分子筛催化焦油裂解反应时催化效率低下、易结焦失活[7-9]。基于此,本研究通过采用碱处理脱硅制备了介—微孔复合的多级孔ZSM-5分子筛催化剂,并通过对比四丙基氢氧化铵(TPAOH)和哌啶(PI)辅助脱硅,优化孔结构分布。选用正己烷、甲苯和四氢呋喃溶剂对煤焦油原料进行精细切割,并在不同催化剂条件下对不同馏分油进行催化裂解实验,考察多级孔分子筛催化剂对焦油裂解产物分布、焦油脱氧性能及其增产轻质芳烃的影响。
1 实验部分
1.1 实验原料
煤焦油(CT)采样选自神木市胜帮有限责任公司。热解实验前将煤焦油选用萃取切割法,依次加入正己烷、甲苯、四氢呋喃,利用旋转蒸发仪分馏得到轻质馏分(LCTF)和重质馏分(HCTF),置于棕色瓶内于干燥器密封保存。……
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