SbSn金屬間化合物的結構和對石油改性研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟的發(fā)展，工農業(yè)對石油的需求量越來越大，而石油的品質越來越差，硫和重金屬含量不斷增高，給后續(xù)處理工藝帶來很大的麻煩，同時也加劇了環(huán)境的污染。另一方面，世界各國對環(huán)保的要求越來越高，對石油產(chǎn)品中硫含量的限制越來越苛刻。這兩方面的矛盾促使了石油加工中脫硫技術的發(fā)展。尋求經(jīng)濟高效的脫硫技術一直是石油加工工業(yè)中的一個熱點，開發(fā)新的脫硫材料和脫硫工藝是一件很有意義的工作。 本文以Sb、Sn為原料，采用不同的非平衡凝固方法和條件來制備

2、SbSn金屬間化合物，借助于差示掃描量熱(DSC)、X射線衍射(XRD)、X射線光電子能譜(XPS)、俄歇電子能譜(AES)等現(xiàn)代分析手段對制備的材料進行了表征?？疾炝酥苽涑龅牟牧蠈κ椭袨r青質、硫和重金屬等雜質的脫除效果。主要內容如下： 1.對熔體的超溫處理進行了研究，使用DSC表征了Sn和Sb混合物在升溫過程中的變化，結果表明：1:1的錫-銻混合物在超過熔點完全轉化為液相以后會在900℃附近發(fā)生液相微觀結構變化，錫單質也會

3、在970℃附近存在著液相結構的轉變。不同熔融溫度下制備出的材料的結構并不相同，由750℃下熔融快冷制備出的SbSn顆粒為六方晶體，由950℃下熔融快冷制備出的SbSn顆粒為三方晶體。根據(jù)標準圖譜提供的金屬間化合物SbSn的空間點群和晶格參數(shù)，用Materials Studio 3.0.1建立了SbSn的單晶胞空間結構圖，并計算出了相應的XRD圖，計算圖與實測圖有一致性。不同熔融溫度下制備出材料的表面成分和銻元素的價態(tài)有所不同，電壓30V

4、，電流400A，淬速30m/s的條件下制備出的材料與950℃下熔融快冷制備出的材料的晶體結構一致，并且表面是富銻的，銻的價態(tài)是以+3價為主；電壓20V，電流20A，淬速30m/s的條件下制備出的材料與750℃下熔融快冷制備出的材料的晶體結構一致，表面是富錫的，銻的價態(tài)是以零價態(tài)為主。 2.以瀝青質的的脫出率作為評價標準，來確定石油乳化液的最佳配制條件。研究結果表明最優(yōu)的乳化液配制條件為：表面活性劑為油包水型，含量在0.15％以

5、上，水含量在35％～40％之間。 3.研究了不同的工藝條件對材料的結構和脫硫性能的影響。對于石油乳化液脫硫過程來說，研究結果表明：不同熔融溫度下制備出的材料的脫硫性能不同， 900℃以上熔融噴霧快冷制成的SbSn金屬間化合物具有明顯的脫硫效果，熔融溫度為950℃時制備的材料脫硫性能最好。在950℃熔融噴霧快冷時，隨著熔融時間的增加，熔體的均勻程度增加，兩種原料之間的反應比較徹底，所以制備出的材料的結晶度增加，脫硫性能增加，但增

6、加的幅度不是很明顯。在熔融過程中加入NaCl可以提高材料的結晶度，同時提高了脫硫性能，但提高的不是很多。在使用950℃熔融噴霧快冷制成的SbSn金屬間化合物脫硫時，隨著脫硫時間和材料用量的增加，石油的脫硫率也會隨著增加，但是都存在著一個極限。 采用快淬法時，在電壓30V，電流400A的條件下，不同淬速制備出材料的結晶度和脫硫性能不同，隨著淬速的提高，高溫結構(三方晶體)的成分增加，脫硫性能隨之提高；二次熔煉后提高了熔體的潔凈度，

7、在快淬的過程中，結晶的晶核比較少，材料中形成的非晶成分增多，脫硫性能降低。在950℃熔融噴霧快冷制成的SbSn金屬間化合物中加入粘合劑，在375℃條件下燒結2h可以制備出多孔透水膜，膜的孔徑在十幾微米的范圍內，此過程對材料的脫硫效率沒有影響。使用正庚烷、苯、二硫化碳和乙醚洗滌使用過的SbSn金屬間化合物，可以部分恢復材料的脫硫性能。 4.本文還研究了材料對石油中重金屬的脫除，結果表明：材料可以直接脫除石油中的鎳，隨著處理時間的