对苯二甲醇改性煤沥青降低毒性多环芳烃含量  被引量:7

Study on Reducing Toxic PAHs Content in Coal Tar Pitch by 1,4-Benzenedimethanol Modification

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作  者:冯永辉 张蔺峰 刘刚[1] 牛艳霞[1] 王玉高[1] 申峻[1] 李瑞丰[1] 杜建奎 杨志峰[3] 徐青柏[4] 

机构地区:[1]太原理工大学化学化工学院,太原030024 [2]山西路路佳科技有限公司,太原030002 [3]交通运输部公路科学研究院,北京100088 [4]中国石化抚顺石油化工研究院,辽宁抚顺113001

出  处:《太原理工大学学报》2018年第1期48-54,共7页Journal of Taiyuan University of Technology

基  金:交通运输部公路科学研究院道路结构与材料交通行业重点实验室(北京)开放基金(KF201401);山西省科技攻关项目(20150313014-4);山西煤基低碳联合基金(U1610223);中国石油化工股份有限公司(115084)

摘  要:采用交联剂对苯二甲醇在对甲苯磺酸催化及环己烷溶剂作用下,对煤沥青进行化学改性以降低其毒性多环芳烃含量。探讨了改性剂用量、催化剂用量、反应温度、反应时间对美国环保局(EPA)优先监控的16种毒性多环芳烃含量降低率的影响,筛选出最佳工艺条件:改性剂用量占煤沥青6%,催化剂用量占煤沥青12%,反应温度50℃,反应时间2h.在此条件下,煤沥青中16种毒性多环芳烃总含量降低率达到74.14%,其中强致癌物苯并[a]芘含量降低率为78.38%.通过模型化合物芘与改性剂的反应,对产物进行热重及红外分析推测脱毒机理,结果证明多环芳烃与对苯二甲醇之间极可能发生亲电取代交联作用。Coal tar pitch(CTP)was modified with cross-linking agent 1,4-benzenedimethanol over the catalysis p-toluenesulfonic acid in cyclohexane solvent to reduce toxic PAHs content.The effects of modifier addition amount,catalyst amount,reaction temperature and reaction time on the reduction rate of 16 toxic PAHs monitored by EPA were investigated.The optimum conditions were as follows:6%amount of modifier-to-CTP,12%amount of catalyst-to-CTP,reaction temperature of 50℃and reaction time of 2 h.Under the optimized conditions,the reduction rate of the 16 toxic PAHs in CTP achieved 74.14%.Among them the content of strongly carcinogenic benzo[a]pyrene decreased by 78.38%.The detoxification mechanism was investigated by the reaction between model compound pyrene and 1,4-benzenedimethanol and via TG-DTG and FT-IR analyses.It was proved that the cross-linking reaction by electrophilic substitution may take place between PAHs and 1,4-benzenedimethanol.

关 键 词:煤沥青 多环芳烃 改性脱毒 对苯二甲醇 亲电取代交联 

分 类 号:TQ522.63[化学工程—煤化学工程]

 

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