不同硅铝比HZSM-5分子筛对煤热解挥发物催化提质的影响

王德亮，陈兆辉，余剑，高士秋,*

（1.中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室，北京100190；2.中国石化集团经济技术研究院有限公司，北京100029）

“富煤少油”国家可通过煤热解工艺满足化学品原料多样化的需求[1]。但是，现有煤热解工艺普遍存在焦油中重质组分含量高的问题，这会造成煤热解反应及后处理装置难以稳定运行[2,3]。然而，单纯依靠热解工艺优化难以解决上述问题，而煤催化热解可通过使用催化剂使焦油中重质组分裂解，实现焦油的轻质化[4,5]。常用的分子筛由于具有优异的催化裂解重质组分能力强、轻质芳烃收率高等优点，受到越来越多的关注[6−10]。

分子筛催化煤热解工艺中，研究者对催化剂采取了多种改性手段，如负载金属改性[6,7]、碱处理改性[6]、磺化处理[11]等。He等[12]发现，HZSM-5能够促进煤热解挥发物中脂肪烃的芳构化和大分子片段的裂解反应，并且具有较高酸强度、比表面积的HZSM-5有利于BTEXN（苯、甲苯、乙基苯、二甲苯、萘）的生成。金属Ni改性ZSM-5后，所得焦油中沥青质含量降低，焦油品质升高；并且随负载量的增加，不凝气中CO2收率明显下降[10]。ZSM-22、Cox/ZSM-22、MoO3和CoOx-MoO3分子筛催化剂可降低半焦的产率，促进煤的热解，从而实现焦油收率的升高。另外，采用MoO3/ZSM-22为催化剂得到的焦油中酚油收率有所升高，而CoOx/ZSM-22催化后脂肪烃和芳烃收率增加。与未改性的催化剂相比，Co3O4/ZSM-5为催化剂得到的产物中芳烃、酚油收率增加，而水收率和焦油中氧含量降低[13]。Ni/HZSM-5原位催化煤热解结果与之一致，焦油中氧含量降至7.1%以下，明显减少[8]。……