磁性离子液体萃取脱除煤直接液化残渣中灰分的研究

发布时间：2020-04-19 12:21

【摘要】：煤直接液化是在氢气和催化剂的作用下把煤转变为液体燃料的过程。在煤直接液化过程中,会产生占原煤30%左右的液化残渣。煤直接液化残渣(Coal Direct Liquefaction Residues,简称CDLR)是一种高灰、高炭、高硫的混合物。合理高效地利用CDLR,不仅能有效提高煤液化制油工艺的经济性,也能实现有限资源的最大化利用。CDLR中的固含量包括未反应的煤、液化工艺残留的催化剂和无机矿物质,而CDLR中的灰分来源于残留的催化剂和其他无机矿物质。脱除CDLR中的灰分,有利于降低固含量,提高液含量的利用率,是CDLR高效利用的关键。因此,CDLR脱灰降固研究已引起了工业界及学术界的广泛关注,形成了物理机械法、化学反应法、溶剂萃取法等技术。本文基于离子液体蒸汽压低、稳定性高、溶解能力强的优点,分别合成了常规离子液体([bmim]Cl、[bPy]Cl、[bmP]Cl)与磁性离子液体([bmim]FeCl4、[bPy]FeCl4、 [bmP]FeCl4)为溶剂,应用萃取法实现CDLR脱灰降固。首先对比不同结构的离子液体的提取脱灰结果,筛选出较好萃取剂；同时设置不同的搅拌温度、搅拌时间、搅拌频率、离子液体与CDLR的质量比、搅拌方式等因素,考察萃取脱灰过程中的优化条件,以提高萃取性能；最后进行CDLR和其萃取产物的表征分析,从微观上阐述磁性离子液体萃取脱除CDLR中灰分的效果,并进一步探讨萃取脱灰的影响因素,从萃取结果和表征分析两方面解释该方法的有效性。研究表明,磁性离子液体作为含氮的五、六元环状化合物,其结构与CDLR很相似,具有较好的供电子能力和萃取溶解性能。更重要的是,其具有的磁性功能在萃取脱灰时能够发挥促使CDLR中的小分子组分定向释放的作用,加强萃取的均匀性。当采用磁力搅拌时,最优搅拌温度、搅拌频率、搅拌时间、质量比分别是50℃、200r/min、20mim5：1～7：1。此时,咪唑基磁性离子液体[bmim]FeCl4萃取收率达到40%左右,其萃取产物的灰分含量降低到1.9～2.5%；当采用超声波振荡时,[bmim]FeCl4的萃取收率达到44%左右,其萃取产物的灰分含量降低到0.9%,可脱除大部分灰分。通过对CDLR和其萃取产物进行红外表征分析和索氏提取分析,表明[bmim]FeCl4是理想的煤直接液化残渣脱灰的萃取剂。
【图文】：

第１３页逡逑性，测得磁化率是４０．６ｘ；ｌ（ｒ６ｅｍｕ，ｇ＼同时，，他们还发现在外磁场的作用下磁性离子液体逡逑具有很强的磁感应现象，如图２．５所示。逡逑Ｉ逦Ｉ逡逑Ｉ；．邋ＩＳＩ邋Ｂｒ邋＾逡逑？逦－逦逦：＂＇逦．邋Ｉ逡逑图２．５邋［ｂｍｉｍＪＦｅＣｋ的

本文编号：2633293