SbSn金屬間化合物的結(jié)構(gòu)和對(duì)石油改性研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工農(nóng)業(yè)對(duì)石油的需求量越來(lái)越大，而石油的品質(zhì)越來(lái)越差，硫和重金屬含量不斷增高，給后續(xù)處理工藝帶來(lái)很大的麻煩，同時(shí)也加劇了環(huán)境的污染。另一方面，世界各國(guó)對(duì)環(huán)保的要求越來(lái)越高，對(duì)石油產(chǎn)品中硫含量的限制越來(lái)越苛刻。這兩方面的矛盾促使了石油加工中脫硫技術(shù)的發(fā)展。尋求經(jīng)濟(jì)高效的脫硫技術(shù)一直是石油加工工業(yè)中的一個(gè)熱點(diǎn)，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(lái)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(duì)制備的材料進(jìn)行了表征?？疾炝酥苽涑龅牟牧蠈?duì)石油中瀝青質(zhì)、硫和重金屬等雜質(zhì)的脫除效果。主要內(nèi)容如下： 1.對(duì)熔體的超溫處理進(jìn)行了研究，使用DSC表征了Sn和Sb混合物在升溫過(guò)程中的變化，結(jié)果表明：1:1的錫-銻混合物在超過(guò)熔點(diǎn)完全轉(zhuǎn)化為液相以后會(huì)在900℃附近發(fā)生液相微觀結(jié)構(gòu)變化，錫單質(zhì)也會(huì)

3、在970℃附近存在著液相結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變。不同熔融溫度下制備出的材料的結(jié)構(gòu)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(biāo)準(zhǔn)圖譜提供的金屬間化合物SbSn的空間點(diǎn)群和晶格參數(shù)，用Materials Studio 3.0.1建立了SbSn的單晶胞空間結(jié)構(gòu)圖，并計(jì)算出了相應(yīng)的XRD圖，計(jì)算圖與實(shí)測(cè)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(jià)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(jié)構(gòu)一致，并且表面是富銻的，銻的價(jià)態(tài)是以+3價(jià)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(jié)構(gòu)一致，表面是富錫的，銻的價(jià)態(tài)是以零價(jià)態(tài)為主。 2.以瀝青質(zhì)的的脫出率作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，來(lái)確定石油乳化液的最佳配制條件。研究結(jié)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(duì)材料的結(jié)構(gòu)和脫硫性能的影響。對(duì)于石油乳化液脫硫過(guò)程來(lái)說(shuō)，研究結(jié)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(shí)制備的材料脫硫性能最好。在950℃熔融噴霧快冷時(shí)，隨著熔融時(shí)間的增加，熔體的均勻程度增加，兩種原料之間的反應(yīng)比較徹底，所以制備出的材料的結(jié)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(guò)程中加入NaCl可以提高材料的結(jié)晶度，同時(shí)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(shí)，隨著脫硫時(shí)間和材料用量的增加，石油的脫硫率也會(huì)隨著增加，但是都存在著一個(gè)極限。 采用快淬法時(shí)，在電壓30V，電流400A的條件下，不同淬速制備出材料的結(jié)晶度和脫硫性能不同，隨著淬速的提高，高溫結(jié)構(gòu)(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(guò)程中，結(jié)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(jié)2h可以制備出多孔透水膜，膜的孔徑在十幾微米的范圍內(nèi)，此過(guò)程對(duì)材料的脫硫效率沒(méi)有影響。使用正庚烷、苯、二硫化碳和乙醚洗滌使用過(guò)的SbSn金屬間化合物，可以部分恢復(fù)材料的脫硫性能。 4.本文還研究了材料對(duì)石油中重金屬的脫除，結(jié)果表明：材料可以直接脫除石油中的鎳，隨著處理時(shí)間的