B-ZSM-5酸调控及催化褐煤热解挥发分制轻质芳烃研究
2021-11-26杨珍曹景沛朱陈刘天龙赵小燕
化工学报 2021年11期
关键词:催化剂
杨珍,曹景沛,朱陈,刘天龙,赵小燕
(中国矿业大学江苏省碳资源精细化利用工程研究中心,江苏徐州221116)
引 言
在化工行业中,轻质芳烃BTEXN(苯、甲苯、乙苯、二甲苯和萘)是重要的化工原料并广泛应用于合成塑料、医药、农药和黏合剂等,全球消耗量逐年递增[1]。而传统工业中超过90%轻质芳烃是从石油裂解过程中获取[2]。低阶褐煤由于其成分复杂,挥发分含量高,且煤直接液化转化为油品能够保留煤的基本结构单元,因此低阶褐煤热解替代石油定向制备BTEXN,也是实现煤的分级分质利用的有效途径之一[3]。但由于煤直接热解保留了大量的复杂大分子及交联的小分子,导致热解焦油重质组分含量高,易冷凝缩聚堵塞管道,制约了煤焦油下游工业利用[4]。为提高煤焦油品质,对热解过程中产物分布进行调控是有效的途径之一。
在煤的热解过程中获得高产率BTEXN,催化剂的选择非常重要,常见的催化剂有碱土金属催化剂、金属氧化物催化剂和沸石催化剂。其中,HZSM-5(H5)由于其具有丰富的多级孔道结构、强酸弱酸分布及良好的水热稳定性被广泛研究并应用于各种催化反应,例如脱氢脱氧反应、裂解反应、低聚合反应和芳构化反应等。然而商业H5 由于其多微孔结构,传质效率低,在高温条件下活性位点容易积炭失活,因此在合成过程中可加入金属和模板剂对H5 骨架酸性活性位点和孔道结构进行定向调控以达到更高的反应效率。
Ren 等[5]用Co、Ni 改 性H5增加了反应活性位点,在褐煤挥发分催化裂解中有效提高了BTEXN 产率并表现出强脱氧能力(煤焦油含氧量从49.8%降低到14.6%)。……
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