發(fā)布時間：2020-02-07 20:50

【摘要】：近年來隨著人們環(huán)保意識的加強,以及環(huán)保法規(guī)的日益嚴格,汽油、柴油等燃料油中的硫含量也相應的被限制在越來越低的范圍內(nèi)。因此怎么樣高速有效的去除汽油、柴油等燃料油中的含硫化合物從而達到深度脫硫的目的,這些年來一直吸引著研究人員的廣泛關注。本文通過等體積浸漬焙燒還原法,并首次使用等體積浸漬亞硫酸鈉還原法等制備出一系列的吸附劑,用于汽油脫硫的研究。最后,我們嘗試直接利用對含硫化合物起作用的有活性的組分(CuCl)作為吸附劑,用來脫去汽油、柴油等燃料油中的含硫化合物。通過XRD粉末衍射儀、差熱熱重分析儀、激光粒度分布儀以及BET-BJH測試儀對吸附劑的表面分布、粒度以及孔道大小進行了表征。汽油中的硫化物濃度用微庫侖儀測定。考察了吸附劑的制備參量和吸附劑的制備方法對吸附劑吸附脫硫效果的影響。實驗結果表明:采用等體積浸漬--焙燒還原法制備的吸附劑,在焙燒溫度400℃,焙燒時間4 h,氯化亞銅負載質量分數(shù)為9%的條件下,吸附劑對乙硫醇的吸附量最高達到26.76mgS/g吸附劑。吸附劑對于不同的硫化物,如噻吩、苯并噻吩和二苯并噻吩等均有一定的吸附。對于尺寸較小的硫化物,吸附呈現(xiàn)出尺寸越小吸附量越多的趨勢,此時起主要作用的是孔道擴散效應;對于含雙鍵的大分子硫化物,吸附的強弱主要來自于含硫化合物電子密度與金屬活性組分之間的作用力(即π-絡合作用力)。載體類型對吸附脫硫效果有明顯影響,而且不同硫化物的吸附硫容有較大差別。最后得出氯化亞銅負載的氧化鋁基吸附劑有較好的脫硫效果。亞硫酸鈉作為還原劑,利用等體積浸漬還原的辦法來制備氯化亞銅負載的氧化鋁基吸附劑。結果表明:當最佳活性組分為4%,最佳還原劑用量為4.8%,最佳還原溫度為50℃時,對不同硫化物有較好的吸附效果,其中對噻吩的吸附可達到42.32 mg S/g吸附劑。直接利用對含硫化合物起作用的有活性的組分作為吸附劑,用來脫去汽油、柴油等燃料油中的含硫化合物。結果表明:利用氯化亞銅粉末作為去除有機硫化物的吸附劑,對含有硫化物(噻吩、苯并噻吩或二苯并噻吩)的模擬汽油進行吸附脫硫具有較好的效果。當吸附劑的平均粒徑(激光粒度分布儀測定)為0.8μm時,吸附硫容高達127.22 mgS/g吸附劑;相比之下,遠遠高于Hernandez-Maldonado等人報道的用氯化亞銅負載的Y-分子篩吸附劑的穿透吸附硫容是0.395 mmol/g(12.64 mg/g)/吸附劑;換句話說此方法的吸附硫容比傳統(tǒng)的吸附劑吸附硫容要高很多。深度脫硫的實驗表明氯化亞銅直接作為吸附劑可以達到深度脫硫(10ppmw)的效果。再生實驗結果顯示再生之后吸附劑仍具有較高的活性。吸附劑比表面積與硫容呈線性關系。最后,用一級反應對吸附過程進行擬合求算活化能,能夠得到較好的擬合效果,求得的吸附活化能估算值為13.81(噻吩),17.69(乙硫醇),14.65(苯并噻吩)和16.04KJ·mol-1(二苯并噻吩)。
【圖文】：

煙臺大學碩士學位論文5圖1.2氧化脫硫流程示意圖Fig.1.2Theprocessofoxidativedesulfurization不去的二苯并噻吩及其衍生物，，能夠達到深度脫硫的目的；但由于催化劑在反應過程中容易失活再生循環(huán)比較困難以及氧化后含硫化物的處理等一些技術問題還沒有較好的解決方法，使得其大規(guī)模的工業(yè)化應用還無法實現(xiàn)[67-69]。1.2.4 生物脫硫生物脫硫[70-71]的概念始于20世紀30年代，早在1935年,Maliyantz就開始了微生物脫硫的研究,20世紀40年代美國申請了微生物催化脫硫(生物脫硫)的第一個專利。生物脫硫技術是[72]基于一些天然細菌或微生物可以通過消耗二苯并噻吩及其衍生物類化合物作為能量的來源,并將它們轉化成不含硫的芳香化合物這一發(fā)現(xiàn)衍生出來的一種以生命科學為基礎的新型脫硫技術。這種方法能夠在溫和環(huán)境下，而且沒有碳氫化合損失的條件下有效的脫除燃料油中的硫元素，是一種高效的環(huán)境友好型的燃料油脫硫方法[73]。Kim 等[74]人利用 Desulfovibrio desulfuricans M6 細菌對苯并噻吩（BT）和二苯并噻吩（DBT）進行了選擇性脫除研究,實驗結果表明,這種厭氧菌可以降解96%的BT和42%的DBT

的含硫化合物萃取到萃取劑中，達到脫硫目的的脫硫方法；它是基于含硫化合物的極性也就是其在不同溶劑里的溶解度的不同這一特性，將含硫化合物萃取到溶解性更大的溶劑里（相似相溶原理）。圖1.4是其萃取的工藝流程示意圖[88]：圖1.4 萃取脫硫流程示意Fig.1.4Theprocessofextractiondesulfurization萃取脫硫的核心組成是萃取劑,優(yōu)秀的萃取劑一般需要具有對含硫化合物有較好的溶解性、選擇性、本身具備較好的物理和化學穩(wěn)定性以及較大的界面張力（萃取劑與油相之間）。只有當萃取劑萃取含硫化合物的能力遠遠高于其萃取碳氫化合物的能力時,才能提氋脫含硫化合物的脫除效率，達到較好的脫硫效果[89]。萃取劑應本身的穩(wěn)定性有著至關重要的作用,不能與油品中的化合物發(fā)生化學反應,在操作條件下不參與反應也不能發(fā)生變質。所用萃取劑[90]一般有酸液、堿液、醇、醚、酮、醛和砜等，其中酸液和堿液是較為傳統(tǒng)的萃取溶劑。
【學位授予單位】：煙臺大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TE624.81

【參考文獻】

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本文編號：2577293