燃油中噻吩類硫化物氧化-吸附脫除與催化劑制備過程研究.pdf

1、面對(duì)日益嚴(yán)重的環(huán)境問題，世界各國制訂了越來越嚴(yán)格的燃油含硫標(biāo)準(zhǔn)，為了滿足新的燃油含硫標(biāo)準(zhǔn)，燃油脫硫技術(shù)日益受到人們的關(guān)注。加氫脫硫技術(shù)(HDS)需要高溫高壓、操作復(fù)雜、成本高，難以脫除二苯并噻吩類硫化物。氧化脫硫與吸附脫硫具有工藝簡單、成本低、易于脫除二苯并噻吩及其衍生物等優(yōu)點(diǎn)，成為最具應(yīng)用前景的脫硫技術(shù)。
　　本文以活性炭作為制備脫硫劑的載體，采用浸漬法制備了一系列脫硫劑，并對(duì)脫硫劑的脫硫性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。探討了不同改性劑、負(fù)載不同

2、的金屬以及負(fù)載量、脫硫時(shí)間、脫硫劑焙燒溫度等因素對(duì)模型油吸附脫硫的影響，并利用氣相色譜、掃描電鏡、紅外光譜等手段對(duì)脫硫劑進(jìn)行了分析和評(píng)價(jià)。
　　首先，采用去離子水、鹽酸以及各類氧化劑對(duì)活性炭進(jìn)行預(yù)處理，除去活性炭上的灰分，以及對(duì)活性炭表面的含氧官能團(tuán)的數(shù)量與種類進(jìn)行改性，并對(duì)改性前后活性炭基載體進(jìn)行了一系列表征、吸附脫硫性能評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:經(jīng)除灰分預(yù)處理后，活性炭上的雜質(zhì)被除去，比表面積與孔容有所增加;經(jīng)過硝酸處理后的活性炭，

3、脫硫能力增強(qiáng)，是因?yàn)樘幚砗蟮幕钚蕴勘砻嫠嵝曰鶊F(tuán)增多，增強(qiáng)了對(duì)噻吩類硫化物的脫除能力，并探討了可能的機(jī)理。
　　將磷鎢酸(PTA)負(fù)載到HNO3改性的活性炭上，制備出PTA/AC催化劑，并將其用于氧化脫硫?qū)嶒?yàn)。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)磷鎢酸質(zhì)量含量為10％、焙燒溫度為400℃時(shí)，得到的PTA/AC催化劑具有最佳的氧化脫硫性能。動(dòng)力學(xué)結(jié)果顯示:在苯并噻吩/十六烷模型油-過氧化氫體系中，PTA/AC催化劑氧化BT的動(dòng)力學(xué)是一級(jí)反應(yīng)，反應(yīng)表觀活化能為

4、31.7kJ/mol。
　　以Cu、Ce為活性組分負(fù)載到硝酸改性活性炭上制備了吸附劑，用于研究模型汽油的吸附脫硫?qū)嶒?yàn)，并對(duì)吸附劑進(jìn)行了表征分析。結(jié)果表明:制備的吸附劑活性中心主要為Cu2O與CeO2。Cu2O/AC吸附劑與CeO2/AC吸附劑在最佳的吸附脫硫條件下，吸附脫硫率分別達(dá)到96.6％與95.9％。
　　當(dāng)吸附劑上同時(shí)具有Cu、Ce時(shí)，考察了吸附劑對(duì)模型油中噻吩的吸附脫硫能力。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)模型油僅有噻吩與正辛烷時(shí)，C

5、u2O與CeO2摩爾比為2∶1時(shí)，吸附劑的脫硫能力最高，可以達(dá)到96.7％;當(dāng)模型油中加入甲苯時(shí)，Cu2O與CeO2摩爾比為1∶2時(shí)，吸附劑的脫硫性能最好。本實(shí)驗(yàn)也采用不同的再生方法對(duì)吸附劑進(jìn)行了再生，探討了吸附劑最佳的再生方法以及吸附劑使用次數(shù)對(duì)脫硫性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，甲苯與乙腈對(duì)吸附劑的再生具有最好的效果，而氮?dú)飧邷卦偕Ч^差。當(dāng)采用乙腈作為再生溶劑時(shí)，吸附劑重復(fù)再生使用4次后，脫硫率只有很小的下降，這說明該吸附劑具有良好的穩(wěn)定