第46卷第5期2023年9月煤炭转化COALCONVERSIONVol.46No.5Sep.2023第一作者:崔若彤,硕士生,E-mail:664924162@qq.com;通信作者:乔英云,博士、教授,E-mail:20160001@upc.edu.cn;田原宇,博士、教授,E-mail:19940130@upc.edu.cn收稿日期:2023-01-06;修回日期:2023-03-01崔若彤,陈曦,乔英云,等.含有典型C—C煤炭模型化合物热解过程的自由基调控机理研究[J].煤炭转化,2023,46(5):12-20.DOI:10.19726/j.cnki.ebcc.202305002.CUIRuotong,CHENXi,QIAOYingyun,etal.ConstructionofafreeradicalregulatorymechanismforpyrolysisprocessofcoalmodelcompoundscontainingtypicalC—C[J].CoalConversion,2023,46(5):12-20.DOI:10.19726/j.cnki.ebcc.202305002.含有典型C—C煤炭模型化合物热解过程的自由基调控机理研究崔若彤陈曦乔英云田原宇(中国石油大学(华东)重质油国家重点实验室,266580山东青岛)摘要煤本身是一种复杂的非均质混合物,含有大量的致密环状芳香烃。针对煤结构中各种C—C化学键,采用联苄、二苯甲烷、联苯作为煤C—C结构的模型化合物,分别在600℃,650℃,700℃,750℃下通过Py-GC/MS探究其热解产物分布情况;通过添加供氢溶剂(hydrogendonorsolvent,HDS)捕获中间自由基验证其反应路径的存在;利用Gaussian09,Shermo,选取M06-2X泛函、def2-TZVP基组,加上D03(0)色散校正计算化学键解离焓(BDE)。通过实验与模拟相结合的方式印证自由基路径的存在。同时,用Py-GC/MS进行不同温度的模型化合物的热解实验。结果表明:模型化合物的热解均为自由基路径;由于C—C键类型不同,模型化合物的热解程度不同。各个键按能垒由大到小排序依次为Car—Car,Car—Cal,Cal—Cal,因此,热解程度由大到小的化合物依次为联苄、二苯甲烷、联苯。供氢溶剂可能会降低断键能垒;模型化合物热解中间自由基如苯基自由基和苯甲基自由基等可以被供氢溶剂提供的氢自由基稳定;温度不同,断键比率发生变化,说明产生自由基比率发生改变。在700℃和750℃下,联苄两条反应路径的断链速率比分别为4.783×108和1.503×108,证明温度会改变化学键的断键速率,但不改变主要热解路径。关键词模型化合物,热解机理,自由基,C—C键,煤中图分类号TQ530DOI:10.19726/j.cnki.ebcc.2023050020引言煤本身是一种复杂的非均质混合物,含有大量的致密环状芳香烃,其结构和组成很难表达清楚,所以很难区分煤的每个分子特征。如果想有效地利用某一类型的煤,就需要确定该类型煤的结构和化学反应性[1]。因此,探索煤的热解机理,研究...
