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《北京化工大学》 2012年
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基于煤直接液化残渣提取沥青烯的磁性离子液体合成与研究

王杰利  
【摘要】:煤直接液化残渣(CDLR)作为原煤直接催化加氢液化过程的副产品,约占原料煤的30wt%左右,其主要含有约30wt%的重油、25wt%的沥青烯组分和45wt%的其他物质。其中,CDLR所含多环芳香烃组分(沥青烯)是制备高附加值碳材料的重要原料。但由于分离技术上的问题,目前CDLR多以气化制氢、燃烧生热和焦化等方式处理,利用的附加值低和环境污染,因此,寻找一种有效的沥青烯组分分离方法是十分必要的。 与传统有机溶剂(如苯、四氢呋喃、吡啶和喹啉等)相比,离子液体(ILs)具有宽泛的液程、不易挥发、热稳定性、协同效应和可设计性等优点,使其成为一种潜在沥青烯回收的优良绿色溶剂。其中,含铁磁性离子液体所具有的对外磁场感应的特性,使其在沥青烯萃取分离上更具优势。 本文以沥青烯分离回收为目的,同时考虑到沥青烯的多环芳香烃结构和溶剂的相似相容原理,实验合成了三种拥有不同阳离子环的含铁磁性离子液体(1-甲基-3-丁基咪唑四氯化铁[bmim]FeCl_4,N-丁基吡啶四氯化铁[bPy]FeCl_4和1-丁基-1-甲基吡咯烷四氯化铁[bmP]FeCl_4)。采用温控的搅拌反应釜装置和减压抽滤的分离方法,对所合成的三种磁性离子液体(MILs)从CDLR中萃取分离沥青烯的效果进行了实验研究,系统考察了CDLR和MILs的物料配比、溶解时间和溶解温度等工艺参数。通过萃取过程和对萃取产物的表征分析,结果发现:(1)在相同的物料配比(1:5)、溶解时间(30min)和溶解温度(50℃)下[bPy]FeCl_4的萃取收率最高在三个MILs中(,2)在三个萃取物中[bPy]FeCl_4萃取物的含碳元素量为88.71%和平均分子量Mw为11397是最高的,多分散性1.290是最小的,(3)在三个萃取物中,[bPy]FeCl_4萃取物的C/H原子个数比(1.43)和芳香碳fa的值(0.75)都是最大的。因此,说明了对于从煤直接液化残渣中萃取出沥青烯组分,吡啶基含铁磁性离子液体([bPy]FeCl_4)是一种可行的优秀的萃取剂。
【学位授予单位】:北京化工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:O621.3

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【参考文献】
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