工業(yè)進(jìn)程的迅速發(fā)展,尤其是汽車使用量的增加,導(dǎo)致石油燃料的需求量劇增。然而經(jīng)過燃燒后會產(chǎn)生大量的SOx會對環(huán)境以及人類生命財產(chǎn)安全帶來惡劣的影響,為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo),各國對燃油中硫化物的排放進(jìn)行嚴(yán)格控制。目前工業(yè)上的脫硫技術(shù)為加氫脫硫（HDS）,但是HDS需要嚴(yán)苛的反應(yīng)條件,因此非加氫脫硫目前受到了極力的追捧,尤其是氧化脫硫（ODS）,其反應(yīng)條件溫和,操作便捷,對多環(huán)硫化物脫除效率高。離子液體（ILs）作為一種新型的溶劑已在很多領(lǐng)域取代了易燃易揮發(fā)的有機(jī)溶劑,近年來在脫硫方向得到了廣泛的應(yīng)用,但是合成步驟相對復(fù)雜,難降解。為了克服這些缺點,本文合成了ILs的類似物低共熔溶劑（DESs）,比ILs成本低、更加綠色環(huán)保。選擇硼酸（BA）為氫鍵供體（HBD）,調(diào)節(jié)氫鍵受體（HBA）,制備了一系列三元硼酸基DESs并將其作為脫硫反應(yīng)的萃取劑和催化劑,建立了新型的萃取耦合催化氧化脫硫系統(tǒng)（ECODS）。首先以金屬氯化物為HBAs,硼酸和聚乙二醇（PEG）為HBDs,一鍋法合成了一系列三元DESs并用于模型油的脫硫。對DESs進(jìn)行¹H-NMR和FT-IR表征,探討各組分... 

【文章來源】：江蘇大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：99 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【圖文】：

6-DMDBT生物脫硫流程圖

三元硼酸基低共熔溶劑用于燃油的萃取耦合氧化脫硫81.3.3萃取脫硫萃取脫硫（EDS）就是指選取萃取劑將油品中的硫化物與其它物質(zhì)實現(xiàn)分離，主要歸屬于油品中各物質(zhì)在萃取劑中的溶解度不同，因此，選擇合適的萃取劑對于EDS是至關(guān)重要的[34,35]。EDS因為可以在常溫條件下操作，萃取反應(yīng)時間極短，反應(yīng)結(jié)束易分離等優(yōu)點，目前已然成為一種十分常見的脫硫技術(shù)[36,37]。含DBT的模型油為例，萃取過程如下圖1.2所示，首先將萃取劑加入油品中充分?jǐn)嚢柽M(jìn)行反應(yīng)，根據(jù)相似相溶的原理，油品中的含硫化合物會溶入萃取劑相，由于萃取劑對油品中的其他物質(zhì)溶解性很差，可以快速分離，即實現(xiàn)了硫化物的脫除。利用反萃取法可以將萃取劑相中的硫化物進(jìn)行去除，從而實現(xiàn)萃取劑的重生。圖1.2萃取脫硫過程示意圖Fig.1.2SchematicdiagramofEDSprocess.1.3.3.1有機(jī)溶劑萃取脫硫有機(jī)溶劑萃取脫硫，顧名思義，就是選取一些有機(jī)溶劑（如：醇類、乙腈、醛酮類、酸酐類等）作為萃取劑進(jìn)行萃取實驗。Kianpour等[38]通過研究發(fā)現(xiàn)一種良好的有機(jī)溶劑：聚乙二醇（PEG），其可以直接用于EDS，且脫硫性能較為理想。PEG自身有很多優(yōu)點，如：極低的蒸氣壓；沸點相對較高，達(dá)到了150oC，表明在寬溫度范圍內(nèi)具備適用性；無腐蝕性；廉價綠色環(huán)保等。PEG在進(jìn)行EDS活性實驗時，僅僅經(jīng)過5min反應(yīng)，對DBT的脫除效率就達(dá)到了76%，為了達(dá)到深度脫硫的效果，對油品進(jìn)行多次萃取，在3次之后，效率為98%。接著又對不同的含硫化合物進(jìn)行活性考察，按照4,6-DMDBT，BT，DBT的順序增長。還對反應(yīng)時間，萃取劑用量等一些常規(guī)的實驗參數(shù)進(jìn)行了考察。最終，在循環(huán)實驗中，可以反應(yīng)五次活性并未發(fā)生變化。PEG具有優(yōu)異的EDS活性可能是因為硫

江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文13熔溶劑等材料[3,62-64]開展的研究，下面將對這些材料進(jìn)行詳細(xì)的介紹。圖1.3ODS過程示意圖Fig.1.3ODSprocessdiagram.1.3.4.1過渡金屬及其氧化物催化劑氧化脫硫在過渡金屬氧化物（TMO）中，表面氧空位會極大地影響材料的催化性能。目前，制備既具有高比表面積且富含氧空位的金屬氧化物材料還是十分困難的，因為所使用的合成方法大多是浸漬法，但是會有廢物產(chǎn)生且反應(yīng)時間相對較長。He等[65]使用晶格精煉法獲得了一系列高比表面積且富含氧空位的過渡金屬氧化物，主要是利用尿素輔助對商品級TiO2，CeO2，ZnO等TMO進(jìn)行球磨，在制備過程中，由于存在晶格細(xì)化和尿素分解的協(xié)同作用，會導(dǎo)致TMO表面晶格紊亂從而生成大量的氧空位，且比表面積也會顯著的增加，從而可以增強(qiáng)催化氧化性能。該晶格精煉法清潔環(huán)保，無需使用任何的強(qiáng)酸強(qiáng)堿等危害環(huán)境的材料。對得到的材料進(jìn)行了ODS性能考察，結(jié)果表明，A-TiO2納米顆粒具有良好的催化脫硫性能，以空氣為氧化劑，在3h內(nèi)對DBT的脫除率達(dá)到了97.3%。這么理想的催化活性，可能與晶格氧空位和表面晶格無序?qū)佑嘘P(guān)。此外，在機(jī)理探討中發(fā)現(xiàn)，TMO中的氧空位促進(jìn)了O2的化學(xué)吸附和電子在缺陷部位和氧物種之間的轉(zhuǎn)移，進(jìn)一步生成了活性氧，從而可以催化氧化硫化物，該A-TiO2材料具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性。Wu等[66]通過探索納米顆粒（NPs）和調(diào)整電子結(jié)構(gòu)以改變材料的催化性能，選擇六方氮化硼（h-BN）為載體，制備負(fù)載型催化劑PtNPs/h-BN。因為h-BN在邊緣電子比較富集，PtNPs在此可以形成強(qiáng)大的邊緣相互作用，從而可以使得PtNPs均勻穩(wěn)定地分散在h-BN邊緣。通過XPS等表征表明了h-BN中的電荷從h-BN中的B原子轉(zhuǎn)移到PtNPs，再從PtNPs轉(zhuǎn)移到BN結(jié)構(gòu)的N原子上，在這過程中可以使得PtNPs帶正電，使

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于咪唑離子液體的錳（Ⅱ）配合物的合成、晶體結(jié)構(gòu)及發(fā)光性能[J]. 李凌燕,李嫚,李雷,俞云耀,潘尚可,潘建國.  無機(jī)化學(xué)學(xué)報. 2019(12)
[2]Extractive Desulfurization from Simulated Sulfur-Rich Naphtha[J]. Shen Xizhou,Li Zhiqiang,Fang Liuya,Song Hao,Gan Feng,Shen Zhi.  China Petroleum Processing & Petrochemical Technology. 2019(03)
[3]生物脫硫在化石燃料方面的應(yīng)用及前景分析[J]. 李淼,肖雷,張曼娟,方凱旋.  山東化工. 2017(02)
[4]硫醚類硫化物的熱解及腐蝕性研究[J]. 楊波,王樹青,田松柏,鄭向明,劉靈芝.  石油化工腐蝕與防護(hù). 2010(04)



本文編號：3473414