【摘要】：由于燃油中的硫化物對(duì)環(huán)境構(gòu)成了嚴(yán)重威脅,越來(lái)越多人的注意力集中在提高柴油和汽油等燃料油的質(zhì)量上,因此對(duì)燃料油進(jìn)行深度脫硫己成為世界各國(guó)主要研究的問題之一。本文采用液相離子交換法制備了鋅改性的分子篩吸附劑,并采用X射線粉末衍射、電感藕合等離子體原子發(fā)射光譜分析、掃描電鏡、透射電鏡、N_2程序升溫脫附等一系列表征手段對(duì)所制得的吸附劑進(jìn)行表征。通過靜態(tài)吸附脫硫法研究了不同鋅源改性、離子交換時(shí)間、離子交換溫度等制備條件,以及吸附時(shí)間、吸附溫度、加入芳烴和烯烴對(duì)ZnY脫硫性能的影響。得到ZnY最適宜的制備條件為:使用Zn(Ac)_2進(jìn)行離子交換,離子交換濃度為0.1 mol·L~(-1),在60℃下離子交換10 h;在此條件下制備的Zn(Ac)_2-Y對(duì)含有噻吩的模型油(劑/油比為0.02 g/mL)在50℃條件下吸附120 min后,吸附硫容達(dá)到21.12 mgS/g,噻吩脫除率達(dá)到56.01%。本文再以含有一定量競(jìng)爭(zhēng)組分(甲苯、正己烯)的環(huán)己烷溶液為模型油,對(duì)吸附劑的脫硫性能進(jìn)行了測(cè)定。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,吸附劑的脫硫性能隨著模型油中加入甲苯和正己烯而顯著降低,甲苯的影響比正己烯更顯著,此時(shí)Zn(Ac)_2-Y相較于Zn(NO_3)_2-Y和ZnSO_4-Y具有更高的吸附硫容,但甲苯和正己烯影響ZnY脫硫的機(jī)理不同。甲苯能以π電子與Zn~(2+)形成絡(luò)合,從而與噻吩形成競(jìng)爭(zhēng)吸附。而正己烯與噻吩在吸附劑表面酸性的作用下會(huì)發(fā)生催化反應(yīng),噻吩開環(huán)形成烷基噻吩類大分子化合物,堵塞分子篩的孔道,因而降低吸附硫容。此外,本文還用一級(jí)和二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程,Freundlich、Langmuir、Toth吸附模型,以及熱力學(xué)方程研究了NaY和ZnY的吸附動(dòng)力學(xué),平衡等溫吸附和吸附熱力學(xué),并分別對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算,同時(shí)分析了分子篩脫硫過程中的傳質(zhì)和顆粒內(nèi)擴(kuò)散。結(jié)果表明:吸附動(dòng)力學(xué)可以用二級(jí)方程進(jìn)行描述;NaY和ZnY吸附噻吩符合Toth模型;噻吩從模型油中傳遞到吸附劑外表面是一個(gè)非常快速的過程,隨著內(nèi)擴(kuò)散的進(jìn)行,擴(kuò)散速率逐漸減慢直至平衡,內(nèi)擴(kuò)散對(duì)噻吩的影響較大;研究脫硫過程的熱力學(xué),計(jì)算得到NaY和ZnY的吸附焓變均小于0;NaY和ZnY的Gibbs自由能在303.15~323.15 K范圍內(nèi)均小于0,表明脫硫過程在該溫度范圍內(nèi)是自發(fā)過程。
【圖文】：

圖 1-1 噻吩與金屬離子的幾何配位關(guān)系Figure 1-1 Geometric coordination of thiophene with metal ionsTakahashi 等人[60]通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定以及分子軌道計(jì)算的方法，，得到了 Cu+、A噻吩、苯的絡(luò)合鍵能�？傻玫浇Y(jié)論：實(shí)驗(yàn)測(cè)定和理論計(jì)算的絡(luò)合鍵能基本，Cu+與噻吩和苯的絡(luò)合鍵能大于 Ag+與噻吩和苯的絡(luò)合鍵能。但絡(luò)合吸附也有缺點(diǎn)。燃料油中非含硫芳烴的含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般大0 %）遠(yuǎn)大于含硫芳烴的含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般在 1 %以下），吸附劑上的金子對(duì)燃料油中的非硫芳烴同樣具有絡(luò)合作用，所以大量的非含硫芳烴與含烴會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的競(jìng)爭(zhēng)吸附，大大降低了吸附劑的脫硫性能。今后研究的重是提高吸附劑對(duì)含硫芳烴的選擇性。（2）S-M 鍵如圖 1-1 所示，含硫芳烴化合物與金屬存在 8 種結(jié)合形式，其中完全在金屬之間形成的成鍵形式只有 η1S 與 S-μ3兩種，即為 S-M 鍵。如果含硫芳合物與金屬只形成 S-M 鍵，將大大提高吸附劑對(duì)含硫芳烴化合物的吸附選

圖 3-1 不同吸附劑的 XRD 譜圖Figure 3-1 XRD patterns of adsorbents感耦合等離子發(fā)射光譜（ICP）性組分負(fù)載量一定程度上代表了分子篩上吸附活性位的分必須達(dá)到一定的負(fù)載量才能保證分子篩具有較高的吸定分子篩的化學(xué)組成，結(jié)果列于表 3-1：表 3-1 不同制備條件下各種吸附劑的化學(xué)組成1 Chemical composition of the adsorbents prepared using different 離子交換時(shí)間(h)Zn 含量(mmol/g)Si/Al 比 Na 離子交- -2.341-
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TE624.5;TQ424.25

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 董世偉;秦玉才;阮艷軍;王源;于文廣;張磊;范躍超;宋麗娟;;改性Y型分子篩對(duì)FCC汽油脫硫性能的研究[J];燃料化學(xué)學(xué)報(bào);2013年03期

2 喬莉;;車用汽油標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展趨勢(shì)及對(duì)我國(guó)車用汽油標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)建議[J];石油商技;2012年01期

3 鄒勁松;毛加祥;;中國(guó)煉油業(yè)如何應(yīng)對(duì)更加嚴(yán)格的油品質(zhì)量要求[J];當(dāng)代石油石化;2009年04期

4 王琴;梁曉懌;張睿;劉朝軍;劉小軍;喬文明;詹亮;凌立成;;聚苯乙烯基球形活性炭的制備及其對(duì)二苯并噻吩的吸附性能(英文)[J];新型炭材料;2009年01期

5 沈伯弘;;汽油吸附脫硫技術(shù)開發(fā)研究進(jìn)展[J];天津化工;2008年05期

6 余謨鑫;李忠;夏啟斌;王書文;;表面負(fù)載不同金屬離子的活性炭吸附二苯并噻吩[J];功能材料;2006年11期

7 唐克;宋麗娟;段林海;李秀奇;桂建舟;孫兆林;;雜原子Y分子篩的二次合成及其吸附脫硫性能[J];物理化學(xué)學(xué)報(bào);2006年09期

8 伊西青;清潔汽油生產(chǎn)現(xiàn)狀及技術(shù)進(jìn)展[J];石油與天然氣化工;2005年03期

9 張曉靜,秦如意,劉金龍;FCC汽油吸附脫硫工藝技術(shù)——LADS工藝[J];天然氣與石油;2003年01期

10 錢伯章;生產(chǎn)清潔汽油和柴油催化技術(shù)進(jìn)展[J];工業(yè)催化;2003年03期

相關(guān)會(huì)議論文 前1條

1 陳愛平;張穎;陳曉萍;劉偉;趙少云;;過渡金屬改性鋯交聯(lián)蒙脫土汽油脫硫性能的研究[A];第七屆全國(guó)顆粒測(cè)試學(xué)術(shù)會(huì)議、2008上海市顆粒學(xué)會(huì)年會(huì)論文集[C];2008年

本文編號(hào)：2607692