微波和紫外改性煤瀝青脫除毒性多環(huán)芳烴

王 偉，馮永輝，申 峻，王玉高，劉 剛，李瑞豐，徐青柏

(1.太原理工大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院，山西 太原 030024；2.中石化撫順石油化工研究院，遼寧 撫順 113001)

0 引 言

煤瀝青(CTP)是煤焦油蒸餾產(chǎn)量最大的產(chǎn)品，我國(guó)每年產(chǎn)量約800萬(wàn)t。CTP雖被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)各種碳材料粘結(jié)劑、煤瀝青涂料、鋁電解電極、筑路和建筑等，但其大規(guī)模應(yīng)用的缺乏導(dǎo)致我國(guó)CTP產(chǎn)能過(guò)剩。CTP含較多具有致癌性質(zhì)的多環(huán)芳烴[1-2]，隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，CTP對(duì)環(huán)境和人類健康的潛在危害成為限制其應(yīng)用的主要原因[3]。例如，近年來(lái)報(bào)道美國(guó)中東部一些城市由于應(yīng)用摻有CTP的產(chǎn)品做密封涂層使城市周圍水中沉淀物、土壤、停車場(chǎng)和街道塵埃中含有大量的毒性多環(huán)芳烴。因此，美國(guó)多州采取相應(yīng)措施限制CTP應(yīng)用[4-6]。當(dāng)前如何降低或抑制CTP中毒性多環(huán)芳烴(PAHs)的釋放已成為亟待解決的問(wèn)題，但相關(guān)文獻(xiàn)對(duì)之報(bào)道較少[7-8]。ZIELINSK等[9]用不飽和聚酯樹(shù)脂、聚乙二醇等在140～160 ℃條件下與CTP反應(yīng)，推測(cè)發(fā)生氧烷基化反應(yīng)使CTP中苯并[a]芘(BaP)質(zhì)量分?jǐn)?shù)減少90%以上，但140～160 ℃的反應(yīng)溫度會(huì)使CTP釋放出有毒揮發(fā)物。采用高錳酸鉀氧化和溶劑萃取[10]處理CTP，可有效降低其中毒性多環(huán)芳烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)82%以上，但氧化處理后的CTP應(yīng)用性能變差。FENG等[11]采用10-十一烯醛為改性劑、硫酸氫鉀為催化劑，在常壓低溫條件下改性CTP，使美國(guó)環(huán)保局(EPA)優(yōu)先監(jiān)控的16種致癌性多環(huán)芳烴脫除率達(dá)91%，但其所需反應(yīng)時(shí)間在實(shí)際應(yīng)用中過(guò)長(zhǎng)而使效率變低。因此，在FENG等[11]工作的基礎(chǔ)上，采用微波和紫外輔助改性縮短反應(yīng)時(shí)間，提高CTP中EPA優(yōu)先監(jiān)控的16種多環(huán)芳烴脫除率，解釋CTP和改性劑可能發(fā)生的反應(yīng)機(jī)理，為后續(xù)CTP改性試驗(yàn)奠定理論研究基礎(chǔ)。……