供氫類添加劑與苯氧基乙苯共混熱解的反應(yīng)機(jī)理
發(fā)布時(shí)間:2021-07-10 09:11
采用小型固定臺(tái)對β-O-4型木質(zhì)素模型化合物苯氧基乙苯(PPE)進(jìn)行了不同反應(yīng)溫度下熱解以及與不同供氫添加劑下共混熱解的研究.利用GC/MS分析熱解產(chǎn)物油中芳香族化合物的分布和產(chǎn)率,考察了反應(yīng)溫度和供氫添加劑對熱解產(chǎn)物的影響.結(jié)果表明,在700℃時(shí),PPE完全熱解且單體芳香族產(chǎn)率達(dá)到34.78%.在該反應(yīng)溫度下PPE與供氫添加劑共混熱解能明顯提高單體芳香族產(chǎn)物的產(chǎn)率,其中PPE與甲醇共混熱解最高產(chǎn)率為62.62%.不同供氫添加劑因結(jié)構(gòu)的不同對產(chǎn)物的促進(jìn)效果不同,甲醇能提高苯酚產(chǎn)率至17.33%,丙酮?jiǎng)t明顯促進(jìn)了甲苯以及對二甲苯的生成.
【文章來源】:東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018,48(03)北大核心EICSCD
【文章頁數(shù)】:6 頁
【部分圖文】:
固定床熱解反應(yīng)裝置[13]http://journal.seu.edu.cn
http://journal.seu.edu.cn應(yīng)溫度的升高,單體芳香族產(chǎn)物的總產(chǎn)率由500℃時(shí)的2.45%提高至700℃時(shí)的34.78%.各單體芳香族產(chǎn)物的產(chǎn)率隨著溫度的升高而逐漸提高,其中苯乙烯(A4)和苯酚(H1)作為PPE直接熱解反應(yīng)的主要單體產(chǎn)物,在700℃分別達(dá)到最高產(chǎn)率11.12%和11.44%.(a)熱解單體芳香族產(chǎn)物產(chǎn)率(b)熱解二聚體芳香烴產(chǎn)率圖2PPE熱解單體芳香族和二聚體芳香烴產(chǎn)率圖2(b)為PPE在不同反應(yīng)溫度下單獨(dú)熱解生成的二聚體芳香烴的產(chǎn)率分布.由圖可知,PPE單獨(dú)熱解的唯一二聚體芳香烴為萘(D1).在500和600℃時(shí)未檢測到萘,700℃時(shí),萘的產(chǎn)率為1.27%.結(jié)果表明高溫有利于PPE的熱解,但也可能促進(jìn)重聚反應(yīng)生成更多的多聚體.2.2供氫添加劑對PPE熱解產(chǎn)物的影響由PPE直接熱解產(chǎn)物分布及產(chǎn)率可知,700℃時(shí)PPE熱解轉(zhuǎn)化率為100%,且生成的單體芳香族產(chǎn)物產(chǎn)率最高.因此,選取700℃作為PPE與不同供氫添加劑共混熱解的反應(yīng)溫度.共混熱解實(shí)驗(yàn)中,0.5g反應(yīng)物(PPE)與供氫添加劑按一定的共混比例均勻注入到反應(yīng)器中.PPE濃度為溶質(zhì)PPE溶解在溶劑供氫添加劑中所得液體的濃度.PPE濃度越低,共混熱解過程中所添加的供氫添加劑越多.2.2.1甲醇與PPE共混熱解本文主要研究了3種不同供氫添加劑對PPE熱解產(chǎn)物的影響.其中添加甲醇供氫添加劑后,PPE熱解單體產(chǎn)物的分布以及產(chǎn)率如圖3(a)所示.由圖可知,添加甲醇后的主要單體芳香族產(chǎn)物種類與圖2(a)中PPE直接熱解相同,但單體芳香族產(chǎn)物總產(chǎn)率有了明顯的提高,表明甲醇的添加對PPE熱解單?
)產(chǎn)率分別高達(dá)20.75%和15.66%.苯酚(H1)的產(chǎn)率也在反應(yīng)濃度為0.06g/mL時(shí)達(dá)到最大產(chǎn)率17.33%.甲醇單獨(dú)熱解無芳香族產(chǎn)物生成,主要生成H2,CH4,CH2O等小分子氣體,熱解過程中甲醇的加入可能會(huì)提供足夠多的H·自由基,穩(wěn)定熱解過程中生成的單環(huán)自由基,從而生成更多的單體芳香族產(chǎn)物[22-23].此外,單體產(chǎn)物產(chǎn)率的增加降低了聚合反應(yīng)的可能性,減少了多聚體芳香族的生成[17,24].(a)熱解單體芳香族產(chǎn)物產(chǎn)率(b)熱解二聚體芳香烴產(chǎn)率圖3PPE與甲醇共混熱解單體芳香族和二聚體芳香烴產(chǎn)率PPE與甲醇共混熱解生成的二聚體芳香烴分布如圖3(b)所示,萘(D1)作為主要二聚體芳香烴,其產(chǎn)率隨著PPE濃度的降低而減少.隨著甲醇添加量的增加,二聚體芳香烴的生成逐漸減少.共混熱解過程中甲醇提供的小分子自由基對單芳環(huán)自由基的穩(wěn)定,一定程度上抑制了二聚體芳香烴的生成.2.2.2乙醚與PPE共混熱解乙醚單獨(dú)熱解主要以H2,CH4,C2H4,CH2O等氣體產(chǎn)物為主,無目標(biāo)芳香族產(chǎn)物的生成.圖4(a)為PPE與乙醚共混熱解單體芳香族產(chǎn)物的產(chǎn)率分第3期周嬌,等:供氫類添加劑與苯氧基乙苯共混熱解的反應(yīng)機(jī)理544
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]β-O-4型木質(zhì)素二聚體中鍵離解能的理論計(jì)算[J]. 黃金保,伍丹,童紅,李偉民. 材料導(dǎo)報(bào). 2013(S2)
[2]中國生物質(zhì)能源發(fā)展現(xiàn)狀、障礙與對策[J]. 許潔,袁振宏,劉姝娜,馬隆龍. 太陽能學(xué)報(bào). 2012(S1)
[3]酸水解木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)及熱解產(chǎn)物分析[J]. 張斌,武書彬,陰秀麗,吳創(chuàng)之,邱澤晶,馬隆龍. 太陽能學(xué)報(bào). 2011(01)
[4]木質(zhì)素二聚體模型物裂解歷程的理論研究[J]. 王華靜,趙巖,王晨,傅堯,郭慶祥. 化學(xué)學(xué)報(bào). 2009(09)
碩士論文
[1]木質(zhì)素快速熱解催化重整制備芳香烴的研究[D]. 趙靜.東南大學(xué) 2016
本文編號:3275628
【文章來源】:東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018,48(03)北大核心EICSCD
【文章頁數(shù)】:6 頁
【部分圖文】:
固定床熱解反應(yīng)裝置[13]http://journal.seu.edu.cn
http://journal.seu.edu.cn應(yīng)溫度的升高,單體芳香族產(chǎn)物的總產(chǎn)率由500℃時(shí)的2.45%提高至700℃時(shí)的34.78%.各單體芳香族產(chǎn)物的產(chǎn)率隨著溫度的升高而逐漸提高,其中苯乙烯(A4)和苯酚(H1)作為PPE直接熱解反應(yīng)的主要單體產(chǎn)物,在700℃分別達(dá)到最高產(chǎn)率11.12%和11.44%.(a)熱解單體芳香族產(chǎn)物產(chǎn)率(b)熱解二聚體芳香烴產(chǎn)率圖2PPE熱解單體芳香族和二聚體芳香烴產(chǎn)率圖2(b)為PPE在不同反應(yīng)溫度下單獨(dú)熱解生成的二聚體芳香烴的產(chǎn)率分布.由圖可知,PPE單獨(dú)熱解的唯一二聚體芳香烴為萘(D1).在500和600℃時(shí)未檢測到萘,700℃時(shí),萘的產(chǎn)率為1.27%.結(jié)果表明高溫有利于PPE的熱解,但也可能促進(jìn)重聚反應(yīng)生成更多的多聚體.2.2供氫添加劑對PPE熱解產(chǎn)物的影響由PPE直接熱解產(chǎn)物分布及產(chǎn)率可知,700℃時(shí)PPE熱解轉(zhuǎn)化率為100%,且生成的單體芳香族產(chǎn)物產(chǎn)率最高.因此,選取700℃作為PPE與不同供氫添加劑共混熱解的反應(yīng)溫度.共混熱解實(shí)驗(yàn)中,0.5g反應(yīng)物(PPE)與供氫添加劑按一定的共混比例均勻注入到反應(yīng)器中.PPE濃度為溶質(zhì)PPE溶解在溶劑供氫添加劑中所得液體的濃度.PPE濃度越低,共混熱解過程中所添加的供氫添加劑越多.2.2.1甲醇與PPE共混熱解本文主要研究了3種不同供氫添加劑對PPE熱解產(chǎn)物的影響.其中添加甲醇供氫添加劑后,PPE熱解單體產(chǎn)物的分布以及產(chǎn)率如圖3(a)所示.由圖可知,添加甲醇后的主要單體芳香族產(chǎn)物種類與圖2(a)中PPE直接熱解相同,但單體芳香族產(chǎn)物總產(chǎn)率有了明顯的提高,表明甲醇的添加對PPE熱解單?
)產(chǎn)率分別高達(dá)20.75%和15.66%.苯酚(H1)的產(chǎn)率也在反應(yīng)濃度為0.06g/mL時(shí)達(dá)到最大產(chǎn)率17.33%.甲醇單獨(dú)熱解無芳香族產(chǎn)物生成,主要生成H2,CH4,CH2O等小分子氣體,熱解過程中甲醇的加入可能會(huì)提供足夠多的H·自由基,穩(wěn)定熱解過程中生成的單環(huán)自由基,從而生成更多的單體芳香族產(chǎn)物[22-23].此外,單體產(chǎn)物產(chǎn)率的增加降低了聚合反應(yīng)的可能性,減少了多聚體芳香族的生成[17,24].(a)熱解單體芳香族產(chǎn)物產(chǎn)率(b)熱解二聚體芳香烴產(chǎn)率圖3PPE與甲醇共混熱解單體芳香族和二聚體芳香烴產(chǎn)率PPE與甲醇共混熱解生成的二聚體芳香烴分布如圖3(b)所示,萘(D1)作為主要二聚體芳香烴,其產(chǎn)率隨著PPE濃度的降低而減少.隨著甲醇添加量的增加,二聚體芳香烴的生成逐漸減少.共混熱解過程中甲醇提供的小分子自由基對單芳環(huán)自由基的穩(wěn)定,一定程度上抑制了二聚體芳香烴的生成.2.2.2乙醚與PPE共混熱解乙醚單獨(dú)熱解主要以H2,CH4,C2H4,CH2O等氣體產(chǎn)物為主,無目標(biāo)芳香族產(chǎn)物的生成.圖4(a)為PPE與乙醚共混熱解單體芳香族產(chǎn)物的產(chǎn)率分第3期周嬌,等:供氫類添加劑與苯氧基乙苯共混熱解的反應(yīng)機(jī)理544
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]β-O-4型木質(zhì)素二聚體中鍵離解能的理論計(jì)算[J]. 黃金保,伍丹,童紅,李偉民. 材料導(dǎo)報(bào). 2013(S2)
[2]中國生物質(zhì)能源發(fā)展現(xiàn)狀、障礙與對策[J]. 許潔,袁振宏,劉姝娜,馬隆龍. 太陽能學(xué)報(bào). 2012(S1)
[3]酸水解木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)及熱解產(chǎn)物分析[J]. 張斌,武書彬,陰秀麗,吳創(chuàng)之,邱澤晶,馬隆龍. 太陽能學(xué)報(bào). 2011(01)
[4]木質(zhì)素二聚體模型物裂解歷程的理論研究[J]. 王華靜,趙巖,王晨,傅堯,郭慶祥. 化學(xué)學(xué)報(bào). 2009(09)
碩士論文
[1]木質(zhì)素快速熱解催化重整制備芳香烴的研究[D]. 趙靜.東南大學(xué) 2016
本文編號:3275628
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