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有序中孔炭负载金属吸附剂用于燃油深度脱硫的应用研究 第5页

更新时间:2016-11-3:  来源:毕业论文
(3) 负载过渡金属
负载金属离子改性的原理是通过中孔炭的还原性和吸附性,使金属离子在中孔炭的表面上先吸附,再利用中孔炭的还原性,将金属离子还原成单质或低价态的离子,通过金属或金属离子对被吸附物较强的结合力,从而增加中孔炭对被吸附物的吸附性能[22]。
Nguyen-Thanh等[24]研究了负载金属铁、锌、铜盐的活性炭对H2S的吸附性能,负载金属后,孔容变小,特别是微孔孔容,负载铜的效果最好,其它金属效果不明显,这是因为微孔中的铜能作为H2S氧化反应的催化剂。
最传统的负载金属离子的方法为刻蚀法。刻蚀法是活性组分(过渡金属离子)以盐溶液形态刻蚀到多孔载体上并渗透到内表面,而形成高效吸附剂。影响刻蚀效果的因素很多,包括刻蚀温度、时间、次数、pH值等,其中pH值对金属离子的吸附量影响很大,一般认为随pH值增大而增大。中孔炭表面与金属离子的吸附包括:金属离子在活性炭表面发生离子交换反应;金属离子与活性炭表面的含氧官能团发生化学吸附;金属离子在活性炭表面发生物理吸附而沉积。
(4) 等离子体表面处理
    等离子体表面处理技术既能改变炭材料的表面化学性质,又能控制材料的界面物性,在炭材料的表面处理方面具有广阔应用前景。一弓等提出利用微波等离子体技术加热活性炭,可在短时间内增大活性炭的比表面积,本文来自优$文(论'文@网,毕业论文 www.youerw.com 加7位QQ324~9114找原文从活性炭微孔周围去除微小附着物,增加表面的不光滑程度,提高对各种有机化合物的吸附能力。Boudou等提出低温微波诱导O2等离子体处理活性炭,表面酸性增加,羧基变的不稳定。
1.3 燃油深度脱硫的主要技术
(1) 加氢脱硫技术
催化加氢脱硫是目前世界炼油工艺中广泛采用的燃料油脱硫精致技术。催化加氢脱硫是在高温(300-340℃)、高压(-10 MPa)及临氢条件下,通过氢解将燃料油中的含硫化合物转化为相应烃类物质和硫化氢,达到脱硫目的。其催化剂大多数为Co-Mo、Ni-Mo、Ni-W体系,也有用Pa和Pt作为活性组分的网。常用载体为无定形灿203或A1203-Si02。载体为分子筛是活性金属组分为Co和Ni。此法可有效脱除燃料油中的硫醇、硫醚和二硫化物,但对于具有芳环的噻吩类硫化物,特别是二苯并噻吩硫化物(如4,6-二甲基二苯并噻吩)的脱除效果差。近来,虽有人研制出用NiP/SiOz--A120[23],做催化剂来提高对4。6一二甲基二苯并噻吩脱除率,但由于它是一个需要专门催化剂和临氢条件的高温、高压过程,这就决定了该过程的设备投资和操作费用较高[24]。
(2) 生物脱硫
生物脱硫(BDS)[25]是在常温、常压下利用微生物或它所含的酶催化含硫化合物,使其所含的硫释放出来的过程。生物脱硫技术路线主要有两种,一种是还原路线,另一种是氧化路线。还原路线脱硫过程中有机硫被转化为H2S,然后进一步被氧化成单质硫。此过程由于没有氧的存在,可以防止烃类物质氧化,减少油晶热值的损失。但这种方法脱硫能力比较差,很难把它应用于工业化生产。因此常常采用氧化法脱硫路线。在氧化路线中,有机硫被转变为硫酸盐。其脱硫路线分为两种,一种是碳代谢为中心的Kodama路线,另一种硫代谢为中心的4S路线。
虽然生物脱硫技术具有很好的应用前景和发展潜力,在此方法的研究己取得了很大进展,能够在温和的条件下将含硫化合物中的硫选择性的脱除,但就整体而言,生物脱硫技术还存在一此明届的问题,仍然是一个发展中的技术。
(3) 催化氧化脱硫
在催化剂存在的条件下,催化氧化脱硫首先是将液体燃料中的硫化物氧化成极性较强的砜或亚砜类含硫物质;其后,完成氧化操作的液体燃料经萃取剂萃取实现液液分离,得到低硫燃料的萃余相和富硫化物萃取相;最后萃取相进行再生以重新利用。
近年来,一些研究者采用固体吸附代替液液萃取,不仅简化了工艺,而且减少了燃油损失。
催化氧化脱硫中,失去其芳香性的噻吩反应很难进行而难以脱除。而对于苯并噻吩等,由于噻吩环的芳香性已经被破坏,取代基的电子效应影响强于空间位阻效应,所以比噻吩更容易被氧化成砜,且取代基越多,电子效应越强,越容易除去;对于二苯并噻吩,催化剂体系不同,取代基的电子效应与空间位阻效应的相对强弱也就不同,因此,二苯并噻吩烷基取代物脱硫的难易顺序也就有所不同。

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