輕質(zhì)油品纖維膜脫硫應用基礎(chǔ)研究.pdf

1、纖維膜技術(shù)在輕質(zhì)油品脫硫精制過程中具有其獨特的優(yōu)點,但該技術(shù)仍存在諸多不足,如纖維絲目前多采用不經(jīng)表面處理的高耐蝕高鉻鎳合金,成本很高,且其表面性能未經(jīng)優(yōu)化,纖維絲表面親水性不佳:所使用的磺化酞菁鈷堿液穩(wěn)定性較差；連續(xù)抽提-氧化過程中硫化物氧化產(chǎn)物分布規(guī)律的研究甚少等。
　　 本論文針對以上纖維膜脫硫技術(shù)的不足,從提高不銹鋼的耐蝕性能和表面親水性、改善磺化酞菁鈷堿液的穩(wěn)定性以及探索催化劑堿液中硫化物的氧化反應規(guī)律幾個方面展開了系

2、統(tǒng)的研究,得到了相應的結(jié)論,為纖維膜脫硫技術(shù)的進一步發(fā)展提供了理論基礎(chǔ)。
　　 通過研究不銹鋼表面改性對其耐蝕性能和表面親水性的影響,首次開發(fā)出了一種既能提高不銹鋼耐蝕性能又能有效改善其表面親水性的表面改性方法—不銹鋼表面轉(zhuǎn)化膜法,并得到了其最佳處理工藝條件。結(jié)果表明:不銹鋼表面轉(zhuǎn)化膜法可以使不銹鋼的腐蝕速率降低3倍以上,在大多數(shù)工業(yè)常用的介質(zhì),尤其是在磺化酞菁鈷堿液中能長時間保持穩(wěn)定,可以起到良好的保護基體的作用,且其具有良好

3、的熱膨脹性、抗沖擊性和延展性；不銹鋼經(jīng)過表面轉(zhuǎn)化膜法處理后,其表面親水性得到了有效的改善,而且不銹鋼表面轉(zhuǎn)化膜在使用過程中具有良好、穩(wěn)定的親水性。因此,不銹鋼表面轉(zhuǎn)化膜法可用于纖維膜反應器中不銹鋼纖維絲的表面處理,以提高其脫硫效率、延長其使用壽命。
　　 通過對處理前后不銹鋼表面形貌及結(jié)構(gòu)的分析,探索出不銹鋼表面轉(zhuǎn)化膜法提高材料耐蝕性能與表面親水性的機理。結(jié)果顯示:與未處理不銹鋼的自然鈍化膜相比,不銹鋼表面轉(zhuǎn)化膜較為致密、表面缺

4、陷減少,表面及膜層中Cr、O含量以及膜厚增加,從而明顯提高了不銹鋼的耐蝕性能；表面張力和粘附功增大,表面含氧極性基團大大增加,表面有機物污染得到明顯的去除,從而使其具有良好的表面親水性。
　　 通過研究磺化酞菁鈷堿液的穩(wěn)定性,發(fā)現(xiàn)溫度、催化劑含量、NaOH濃度等因素對其穩(wěn)定性有一定的影響,且對其不穩(wěn)定的機理進行探討。研究了復合活性劑ST對磺化酞菁鈷堿液的穩(wěn)定效果,發(fā)現(xiàn)在不同條件下,復合活性劑ST均對磺化酞菁鈷堿液具有良好的穩(wěn)定作

5、用,而且含有合適濃度ST的磺化酞菁鈷堿液具有較長的循環(huán)使用壽命和較高的活性,并提出了復合活性劑ST對磺化酞菁鈷分子的抑聚和解聚科學機理。
　　 對磺化酞菁鈷堿液中S2-氧化反應的影響因素和其氧化產(chǎn)物分布規(guī)律進行了詳細的研究,發(fā)現(xiàn)在實驗條件下,S2-的主要氧化產(chǎn)物為S2O32-和單質(zhì)S,升高溫度、延長氧化時間、通入氧氣等均有利于S2-氧化反應的進行,并且有利于S2-氧化為S2O32-。采用連續(xù)抽提-氧化過程模擬汽油纖維膜脫硫醇工藝

6、,研究了該過程中S2-和RS-的轉(zhuǎn)化規(guī)律,并對其中S2-的深度氧化條件進行了探討,發(fā)現(xiàn)隨著抽提.氧化反應次數(shù)的增多,磺化酞菁鈷堿液中S2-和RS-的轉(zhuǎn)化率越來越低,但其中生成的單質(zhì)S和S2O32-含量則呈增大趨勢,而且生成的單質(zhì)S會溶解到與之抽提的汽油中,造成汽油銅片腐蝕實驗不合格；適當升高氧化溫度、延長氧化時間、通入氧氣有利于提高S2-的轉(zhuǎn)化率,并有利于其完全深度氧化為S2O32-。這些結(jié)論為纖維膜脫硫過程中,促進S2-的深度氧化、減