煤瀝青及瀝青煙中可抽提多環(huán)芳烴的研究.pdf

1、煤瀝青在加工利用時(shí)會(huì)產(chǎn)生多環(huán)芳烴（PAHs）類污染物，它們對環(huán)境的潛在危害使其生成、遷移及控制過程受到人們的廣泛關(guān)注。煤瀝青中有機(jī)化學(xué)成分分析與鑒定對煤瀝青的研究和高效利用有著重要意義，而煤瀝青的熱加工往往是煤瀝青利用必不可少的過程。因此本文重點(diǎn)研究煤瀝青和瀝青煙有機(jī)化學(xué)組成以及熱加工過程中瀝青煙的釋放規(guī)律，為減少煤瀝青對環(huán)境的危害性提供指導(dǎo)。
　　本文選用6種不同來源和性質(zhì)的煤瀝青作為研究對象，依次用正己烷、苯進(jìn)行分級萃取，用氣

2、相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)技術(shù)測定萃取物的化學(xué)組成，對其化學(xué)成分及化合物分布特征進(jìn)行了研究;為評價(jià)煤瀝青的毒性，本文建立了氣相色譜定量分析菲、熒蒽、芘、苯并[b]熒蒽、苯并[a]芘、茚并[1，2，3-cd]芘、苯并[ghi]苝的方法;為評價(jià)瀝青煙對空氣的危害性，將低溫?zé)峤鉅t改裝為瀝青煙產(chǎn)生裝置，并采用GC-MS對瀝青煙萃取物主要成分進(jìn)行分析;為研究瀝青煙的釋放量及影響因素，采用熱重分析儀(TGA)分別對原瀝青、萃取物、萃取殘?jiān)M(jìn)行熱

3、重分析。所得主要結(jié)論為:
　　1.經(jīng)過正己烷和苯的分級萃取，可溶解出煤瀝青中的絕大部分輕質(zhì)組分，實(shí)現(xiàn)瀝青的族組分分離?？傒腿÷孰S著碳含量、C/H、軟化點(diǎn)的增加而減小。
　　2.萃取物主要由芳烴和雜環(huán)化合物組成。芳烴是萃取物的主要成分，在萃取物中的比例為90％左右，主要有不含取代基的4-6環(huán)的稠環(huán)芳烴，還有少量3-5環(huán)芳烴的烷基（主要是甲基）衍生物。芳烴種類從小環(huán)到大環(huán)呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，五環(huán)芳烴的種類最多。在EPA重點(diǎn)檢

4、測的PAHs中，低沸點(diǎn)、易揮發(fā)的萘、苊、芴、菲、蒽（2-3環(huán)）含量較少，且主要分布在正己烷抽提物中。而苯并[b]熒蒽、苯并[a]芘、茚并[1，2，3-cd]芘、苯并[ghi]苝（5-6環(huán)）含量較高，且主要分布在苯萃取物中。正己烷和苯先后萃取出的熒蒽、芘、苯并[a]蒽、(苊)（4環(huán)）PAHs的比例相當(dāng);兩級萃取物中致癌性PAHs的比例均達(dá)到了1/2左右，致癌性PAHs占煤瀝青的比例約為1/3。
　　3.采用氣相色譜外標(biāo)法對煤瀝青中7

5、種EPA重點(diǎn)監(jiān)控PAHs進(jìn)行了定量分析發(fā)現(xiàn)，隨著軟化點(diǎn)的增加，菲、熒蒽、芘的含量呈減小的趨勢，而苯并[b]熒蒽、苯并[a]芘、茚并[1，2，3-cd]芘、苯并[g，h，i]苝呈先增大后減小的趨勢，在軟化點(diǎn)100℃左右出現(xiàn)拐點(diǎn);隨著抽提率的增大，菲、熒蒽、芘呈現(xiàn)增加的趨勢，而苯并[b]熒蒽、苯并[a]芘、茚并[1，2，3-cd]芘、苯并[ghi]苝呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢，在抽提率63.99％處出現(xiàn)拐點(diǎn)。高溫瀝青中致癌性較強(qiáng)的5、6環(huán)的芳烴

6、含量較高，致使其致癌性較中溫瀝青更大。
　　4.瀝青煙萃取物也主要由多環(huán)芳烴、雜環(huán)芳烴組成，多環(huán)芳烴在JY、DTH、JY1、SM、SJ、JY2瀝青煙氣萃取物中的比例依次為:86.79％、92.99％、92.43％、91.32％、91.4％、71.72％。多環(huán)芳烴主要以不含取代基的2-4芳烴為主，而取代基主要以甲基、二甲基的形式分布在兩環(huán)、三環(huán)芳烴上。多環(huán)芳烴的種類隨著環(huán)數(shù)的增加呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，以三環(huán)芳烴的種類最多。和原瀝青

7、相比，瀝青煙中兩環(huán)、三環(huán)芳烴的種類明顯增多。從萃取物組成來看，萘、苊、芴、蒽、熒蒽、芘等中小環(huán)PAHs在瀝青煙萃取物中所占的比例較大，是瀝青煙中EPA重點(diǎn)監(jiān)測多環(huán)芳烴的主要組成部分，從PAHs總量上來看，致癌性PAHs在JY、DTH、JY1、SM、SJ、JY2瀝青煙氣萃取物中的比例分別為:50.87％、82.63％、69.32％、82.23％、61.49％、51.33％。
　　5.煤瀝青在熱解過程中的失重主要是由可溶于苯的瀝青烯的