论文部分内容阅读
煤在碱性溶液中控制氧化,可以直接得到以水溶芳香羧酸为主的混合物,称为煤酸,其中含有大量的苯多羧酸(BPCA)同系物异构体,煤酸异构化可制得对苯二甲酸(TPA)。对阳泉无烟煤进行碱-氧氧化实验,采取单因素法进行实验分析,选用2L搅拌式高压釜,分别考察温度、碱煤比、恒温时间、氧初压、搅拌速率对煤酸产率的影响,进而得到阳泉无烟煤碱-氧氧化的最佳条件。阳泉无烟煤在KOH介质中碱-氧氧化的最佳条件是:反应温度270℃,碱煤比2.8:1,恒温时间2h,氧初压5.5MPa,搅拌速率70r/min。在此最佳条件下煤酸收率为49.21%(对daf煤),煤酸中含苯多羧酸56.30%,苯多羧酸对煤酸产率为27.70%(daf)。为了从煤制得高产率的苯多羧酸,对阳泉无烟煤采用两段氧化法,研究其经过空气预氧化处理对碱-氧氧化产品及其中苯多羧酸(BPCA)产率的影响。通过元素分析、红外光谱、官能团测定对预氧化煤进行分析,阐明煤组成、性质的变化及其对苯多羧酸形成的有利影响。结果表明,阳泉无烟煤最佳预氧化条件为:300℃;3h,此条件下处理的煤样,在碱溶液中最佳氧化条件下苯多羧酸对煤的产率为28.95%(daf),与原煤相比相对提高4.51%。在两段氧化的碱-氧氧化阶段加入12%的乙酸促进剂,苯多羧酸对煤的产率为37.17%(daf),比原煤相对提高34.19%。煤酸浆态床异构化反应在100ml反应釜中进行,选用有机高沸点联苯作为分散剂,苯甲酸锌作为反应的催化剂。以苯甲酸钾为模型化合物,主要考察了反应温度、助催化剂氰酸钾加入量对TPA产率的影响。以阳泉无烟煤制得的煤酸为原料,主要考察了反应温度、催化剂用量、助剂氰酸钾加入量对TPA产率的影响。实验确定苯甲酸钾盐歧化的最佳反应温度为400℃,TPA收率为34.98%;其中加入7%最佳添加量的助剂氰酸钾时,TPA收率为41.84%,相对提高19.61%,纯度95.28%。煤酸异构化的最佳反应温度为420℃,催化剂最佳用量为4%,TPA对煤酸收率为28.26%;其中再加入10%最佳添加量的氰酸钾时,TPA对煤酸收率为32.92%。利用上述的煤酸最佳异构化条件,以在最佳两段氧化中加入12%的乙酸促进剂制得的煤酸为原料进行实验,TPA对煤酸收率32.76%;加入10%的氰酸钾TPA对煤酸收率为36.94%,相对提高12.76%,纯度为98.43%,对阳泉无烟煤最终收率为20.30%。煤酸及对苯二甲酸产品均由气相色谱进行定性和定量的分析。