不同维数纳米SiO 2 复合催化剂制备及催化氧化吸附脱硫性能研究
发布时间：2021-11-17 15:59
燃油中硫化物燃烧后释放大量的硫氧化物（SOx）,SOx能直接导致酸雨的形成,加重雾霾的产生,因此,各国纷纷立法对燃油中硫化物的浓度进行的限制（<10ppm）,对油品进行深度脱硫已成为一个亟待解决的科研问题。氧化脱硫技术（ODS）具有反应条件温和、对噻吩类的硫化合物脱除效果强、投入成本低等优点,被认为是最具潜力的可替代加氢脱硫技术的脱硫方法。ODS通常需要与萃取脱硫（EDS）相结合才能达到深度脱硫的要求,而萃取剂会对油品造成二次污染,且使脱硫步骤复杂化。因此,开发同时具有催化氧化和吸附双功能的催化剂,用于催化氧化吸附脱硫（OADS）体系将成为燃油脱硫催化剂未来的研究发展趋势。本论文分别以不同维数（0D、1D和2D）的纳米二氧化硅为载体负载磷钨酸制备氧化-吸附脱硫催化剂,通过XRD、SEM、TEM、EDS、TG、XPS和BET等测试手段对催化剂的形貌、结构和组成进行表征,探讨其微观形貌、孔道结构、颗粒尺寸、活性组分和极性基团对催化剂的在催化氧化吸附脱硫中的催化活性、吸附性能的影响。深入探讨其反应机理及催化氧化吸附脱硫的原理。具体研究内容如下...
【文章来源】：贵州大学贵州省 211工程院校
【文章页数】：122 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
燃油中常见芳香族硫化物的结构示意图
尽管开发和优化催化剂可以提高催化剂对硫化合物的选择性和脱硫活性,但是,由于加氢脱硫苛刻的操作条件,装置方面的改进提升是必然的,例如多床层反应器的设计、工艺流程的改善、优化操作条件等,这些都使各大炼油厂在经济成本受到巨大的损失。另外,反应过程中消耗的氢气成本更是不容小觑,面对越发严格的燃油含硫标准,昂贵的加氢脱硫手段将不是一个理想的脱硫方法。所以,开发一种具有反应条件温和,不需消耗氢气以及工艺流程简单的脱硫技术是非常有必要的。因此,在HDS技术的持续补充或完善途中,一些Non-HDS技术逐渐发展起来。1.2.2 生物脱硫技术(BDS)
ODS可温和的操作条件下,选择高效的催化剂和合适的氧化剂,有效持续地将燃油中硫化合物通过氧化反应深度脱除的过程。在ODS过程中,氧化剂通过化学方式将其活性氧转移到硫化物中,硫化合物的极性急剧变化,C-S键能(脂肪族和芳香族硫化物分别降低了5.2kcal/mol和11.8kcal/mol)降低,使得砜很容易与碳氢化合物分离[58]。一般地,ODS包括两个阶段:(1)有机硫化物被选择性地氧化成亚砜和砜;(2)采取萃取剂、吸附剂和精馏等分离技术将亚砜和砜从油品中脱除[59-61],以DBT为例,其氧化脱硫过程如图1-3所示:相对于传统的加氢脱硫,氧化脱硫反应条件温和,无需提供昂贵的氢气,且对加氢脱硫难以除去的芳香杂环类化合物具有极好的效果;具有选择性好,只会氧化硫化物中的硫原子,不会对辛烷值造成影响等优势;选用的氧化剂都属于对环境无毒无害的绿色氧化剂(如O2、O3和H2O2等)。因此,ODS被认为是极具应用前景的新型脱硫手段[62-63]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Tuning F-doped degree of rGO: Restraining corrosion-promotion activity of EP/rGO nanocomposite coating[J]. Lu Shen,Yong Li,Wenjie Zhao,Kui Wang,Xiaojing Ci,Yangmin Wu,Gang Liu,Chao Liu,Zhiwen Fang. Journal of Materials Science & Technology. 2020(09)
[2]汽油萃取脱硫技术研究进展[J]. 张伟伟,侯侠,李卫卫,齐晶晶,徐生杰,王建强,苏晓云. 云南化工. 2019(07)
[3]离子液体燃料油脱硫技术研究进展[J]. 程瑾,李澜鹏,李秀峥,王宜迪. 现代化工. 2019(09)
[4]离子液体脱硫技术研究进展[J]. 于奇永. 山东化工. 2018(08)
[5]脱除油品中噻吩类硫化物的研究进展[J]. 赵阳,张君涛,申智兵,默云娟,陈英敦. 当代化工. 2015(12)
[6]Optimization for Microbial Degradation of Dibenzothiophene by Pseudomonas sp. LKY-5 Using Response Surface Methodology[J]. Li Lin,Zhao Chaocheng,Liu Qiyou,Zhang Yunbo,Liu Chunshuang,Xue Jianliang. China Petroleum Processing & Petrochemical Technology. 2014(01)
[7]有机-无机型杂多酸相转移催化氧化脱硫性能研究[J]. 于凤丽,王睿. 化学学报. 2014(01)
[8]吡啶基离子液体与噻吩类化合物相互作用的理论研究[J]. 吕仁庆,林进,王淑涛. 石油学报(石油加工). 2013(06)
[9]改性Y型分子筛的吸附脱硫性能以及苯,萘对吸附的影响[J]. 靳彦军,宋焕玲,丑凌军. 分子催化. 2009(05)
[10]离子液体用于燃料油深度脱硫的研究进展[J]. 高红帅,李望良,邢建民,李玉光,熊小超,刘会洲. 石油化工. 2007(09)
硕士论文
[1]基于双功能催化/吸附材料的柴油氧化/吸附深度脱硫研究[D]. 吴立琼.华南理工大学 2019
[2]燃油氧化脱硫分级多孔负载磷钨酸催化剂制备及其性能[D]. 杨鹏.武汉理工大学 2016
[3]乳液氧化法用于柴油的超深度脱硫[D]. 刘鹏飞.烟台大学 2013
本文编号：3501241
【文章来源】：贵州大学贵州省 211工程院校
【文章页数】：122 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
燃油中常见芳香族硫化物的结构示意图
尽管开发和优化催化剂可以提高催化剂对硫化合物的选择性和脱硫活性,但是,由于加氢脱硫苛刻的操作条件,装置方面的改进提升是必然的,例如多床层反应器的设计、工艺流程的改善、优化操作条件等,这些都使各大炼油厂在经济成本受到巨大的损失。另外,反应过程中消耗的氢气成本更是不容小觑,面对越发严格的燃油含硫标准,昂贵的加氢脱硫手段将不是一个理想的脱硫方法。所以,开发一种具有反应条件温和,不需消耗氢气以及工艺流程简单的脱硫技术是非常有必要的。因此,在HDS技术的持续补充或完善途中,一些Non-HDS技术逐渐发展起来。1.2.2 生物脱硫技术(BDS)
ODS可温和的操作条件下,选择高效的催化剂和合适的氧化剂,有效持续地将燃油中硫化合物通过氧化反应深度脱除的过程。在ODS过程中,氧化剂通过化学方式将其活性氧转移到硫化物中,硫化合物的极性急剧变化,C-S键能(脂肪族和芳香族硫化物分别降低了5.2kcal/mol和11.8kcal/mol)降低,使得砜很容易与碳氢化合物分离[58]。一般地,ODS包括两个阶段:(1)有机硫化物被选择性地氧化成亚砜和砜;(2)采取萃取剂、吸附剂和精馏等分离技术将亚砜和砜从油品中脱除[59-61],以DBT为例,其氧化脱硫过程如图1-3所示:相对于传统的加氢脱硫,氧化脱硫反应条件温和,无需提供昂贵的氢气,且对加氢脱硫难以除去的芳香杂环类化合物具有极好的效果;具有选择性好,只会氧化硫化物中的硫原子,不会对辛烷值造成影响等优势;选用的氧化剂都属于对环境无毒无害的绿色氧化剂(如O2、O3和H2O2等)。因此,ODS被认为是极具应用前景的新型脱硫手段[62-63]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Tuning F-doped degree of rGO: Restraining corrosion-promotion activity of EP/rGO nanocomposite coating[J]. Lu Shen,Yong Li,Wenjie Zhao,Kui Wang,Xiaojing Ci,Yangmin Wu,Gang Liu,Chao Liu,Zhiwen Fang. Journal of Materials Science & Technology. 2020(09)
[2]汽油萃取脱硫技术研究进展[J]. 张伟伟,侯侠,李卫卫,齐晶晶,徐生杰,王建强,苏晓云. 云南化工. 2019(07)
[3]离子液体燃料油脱硫技术研究进展[J]. 程瑾,李澜鹏,李秀峥,王宜迪. 现代化工. 2019(09)
[4]离子液体脱硫技术研究进展[J]. 于奇永. 山东化工. 2018(08)
[5]脱除油品中噻吩类硫化物的研究进展[J]. 赵阳,张君涛,申智兵,默云娟,陈英敦. 当代化工. 2015(12)
[6]Optimization for Microbial Degradation of Dibenzothiophene by Pseudomonas sp. LKY-5 Using Response Surface Methodology[J]. Li Lin,Zhao Chaocheng,Liu Qiyou,Zhang Yunbo,Liu Chunshuang,Xue Jianliang. China Petroleum Processing & Petrochemical Technology. 2014(01)
[7]有机-无机型杂多酸相转移催化氧化脱硫性能研究[J]. 于凤丽,王睿. 化学学报. 2014(01)
[8]吡啶基离子液体与噻吩类化合物相互作用的理论研究[J]. 吕仁庆,林进,王淑涛. 石油学报(石油加工). 2013(06)
[9]改性Y型分子筛的吸附脱硫性能以及苯,萘对吸附的影响[J]. 靳彦军,宋焕玲,丑凌军. 分子催化. 2009(05)
[10]离子液体用于燃料油深度脱硫的研究进展[J]. 高红帅,李望良,邢建民,李玉光,熊小超,刘会洲. 石油化工. 2007(09)
硕士论文
[1]基于双功能催化/吸附材料的柴油氧化/吸附深度脱硫研究[D]. 吴立琼.华南理工大学 2019
[2]燃油氧化脱硫分级多孔负载磷钨酸催化剂制备及其性能[D]. 杨鹏.武汉理工大学 2016
[3]乳液氧化法用于柴油的超深度脱硫[D]. 刘鹏飞.烟台大学 2013
本文编号：3501241
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