石油中噻吩型硫化物的γ射線輻射-催化轉(zhuǎn)化研究.pdf

1、隨著人們的環(huán)境保護(hù)意識(shí)不斷增強(qiáng)以及越來(lái)越嚴(yán)格的環(huán)境法規(guī)的頒布，世界各國(guó)對(duì)石油及其產(chǎn)品中含硫量的控制也越來(lái)越嚴(yán)格。目前常規(guī)的石油脫硫工藝普遍存在工藝復(fù)雜、設(shè)備要求苛刻、投資運(yùn)行費(fèi)用高等問(wèn)題，特別是對(duì)油品中的低濃度噻吩型硫化物的深度去除還比較困難。因此，探索新的石油脫硫方法顯得非常必要。
　　 針對(duì)石油中所存在的噻吩型硫化物不易去除的問(wèn)題，本研究首次提出并探索了以γ射線輻照技術(shù)為基礎(chǔ)的輻射轉(zhuǎn)化方法，通過(guò)其作用將石油中的噻吩硫轉(zhuǎn)化為相

2、對(duì)容易去除的硫化物，以便于其進(jìn)一步去除。本文以十二烷為模擬油品，研究了其中的噻吩型硫化物在γ射線輻照下的轉(zhuǎn)化反應(yīng)規(guī)律及作用機(jī)制等問(wèn)題，并取得了如下重要結(jié)論：
　　 單獨(dú)以γ射線對(duì)油品進(jìn)行輻照處理時(shí)，輻射對(duì)噻吩型硫化物有明顯的轉(zhuǎn)化作用。當(dāng)輻射劑量率為3.8kGy/h、總輻射劑量為160kGy時(shí)，濃度為500mg/L的苯并噻吩(BT)及二苯并噻吩(DBT)轉(zhuǎn)化率分別約為74％和33％。同等輻射劑量條件下，初始濃度越低時(shí)，DBT的轉(zhuǎn)化

3、率越高；劑量率越高，DBT的轉(zhuǎn)化率也越高；氧氣對(duì)DBT的輻射轉(zhuǎn)化有一定抑制作用。噻吩型硫化物中的硫在單獨(dú)輻射作用下的主要轉(zhuǎn)化產(chǎn)物為二硫化物。
　　 考察了一些化學(xué)添加物對(duì)噻吩型硫化物的輻射轉(zhuǎn)化作用的影響。當(dāng)以四氯化碳作為輻射敏化劑，其只對(duì)二甲基噻吩和苯并噻吩的轉(zhuǎn)化有比較明顯的促進(jìn)作用，而對(duì)DBT的輻射轉(zhuǎn)化作用不明顯。而在反應(yīng)體系中添加雙氧水和乙酸以后，DBT的轉(zhuǎn)化率得到了顯著地提升。當(dāng)油相、雙氧水、乙酸的比例為3∶1∶1，輻射劑

4、量為200kGy左右時(shí)，二苯并噻吩的轉(zhuǎn)化率在90％以上，而且?guī)缀跞哭D(zhuǎn)化為二苯并砜。
　　 制備并篩選了部分催化劑，考察了其在輻射共同作用下對(duì)DBT的轉(zhuǎn)化作用。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，負(fù)載在γ-氧化鋁上的氧化鈷或氧化鋯均具有明顯的催化活性。在劑量率為3.9kGy/h，輻射劑量為179.2kGy時(shí)，500mg/L的DBT在鈷催化劑或鋯催化劑的作用下，轉(zhuǎn)化率分別達(dá)到了80％和95％以上。不同的制備條件對(duì)DBT的輻射轉(zhuǎn)化率有直接的影響。有催化劑存在

5、時(shí)，輻射劑量率越低，DBT的轉(zhuǎn)化率反而越高；通氣條件可顯著促進(jìn)DBT的轉(zhuǎn)化。DBT在輻射與催化劑共同作用下轉(zhuǎn)化的主要產(chǎn)物是二苯并砜，且該產(chǎn)物通過(guò)在催化劑上的吸附而從油相中分離，達(dá)到脫硫效果。另外，對(duì)催化劑的壽命及再生方法進(jìn)行了初步考察。通過(guò)X-射線衍射、X-射線電子能譜、掃描電子顯微鏡等技術(shù)對(duì)催化劑進(jìn)行表征，結(jié)果表明射線對(duì)催化劑的晶體結(jié)構(gòu)、元素價(jià)態(tài)以及表面形態(tài)等都沒(méi)有影響。一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型可以較好地描述DBT的輻射轉(zhuǎn)化規(guī)律，催化劑可使