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、面對日益嚴重的環(huán)境問題，世界各國制訂了越來越嚴格的燃油含硫標準，為了滿足新的燃油含硫標準，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，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，并對脫硫劑的脫硫性能進行評價。探討了不同改性劑、負載不同

2、的金屬以及負載量、脫硫時間、脫硫劑焙燒溫度等因素對模型油吸附脫硫的影響，并利用氣相色譜、掃描電鏡、紅外光譜等手段對脫硫劑進行了分析和評價。
　　首先，采用去離子水、鹽酸以及各類氧化劑對活性炭進行預(yù)處理，除去活性炭上的灰分，以及對活性炭表面的含氧官能團的數(shù)量與種類進行改性，并對改性前后活性炭基載體進行了一系列表征、吸附脫硫性能評價。實驗結(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，是因為處理后的活性炭表面酸性基團增多，增強了對噻吩類硫化物的脫除能力，并探討了可能的機理。
　　將磷鎢酸(PTA)負載到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?。研究發(fā)現(xiàn)，當磷鎢酸質(zhì)量含量為10％、焙燒溫度為400℃時，得到的PTA/AC催化劑具有最佳的氧化脫硫性能。動力學(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的動力學(xué)是一級反應(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?，并對吸附劑進行了表征分析。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，吸附脫硫率分別達到96.6％與95.9％。
　　當吸附劑上同時具有Cu、Ce時，考察了吸附劑對模型油中噻吩的吸附脫硫能力。研究發(fā)現(xiàn)，當模型油僅有噻吩與正辛烷時，C

5、u2O與CeO2摩爾比為2∶1時，吸附劑的脫硫能力最高，可以達到96.7％;當模型油中加入甲苯時，Cu2O與CeO2摩爾比為1∶2時，吸附劑的脫硫性能最好。本實驗也采用不同的再生方法對吸附劑進行了再生，探討了吸附劑最佳的再生方法以及吸附劑使用次數(shù)對脫硫性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，甲苯與乙腈對吸附劑的再生具有最好的效果，而氮氣高溫再生效果較差。當采用乙腈作為再生溶劑時，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