油品中萃取法和催化氧化法脱除二苯并噻吩的比较研究

发布时间：2017-08-29 16:18

  本文关键词：油品中萃取法和催化氧化法脱除二苯并噻吩的比较研究

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【摘要】：随着汽油等油品在交通生活中的广泛应用,会导致其不可避免地释放含硫化合物于空气中,造成严重的环境污染。噻吩硫作为一类较难去除的硫化物,是脱硫的重点和难点。本研究选择二苯并噻吩(DBT)为主要目标处理物,采用萃取脱硫(Extractive desulfurization EDS)和氧化脱硫(Oxidative desulfurization ODS)两种脱硫工艺进行研究。首先,利用由N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和环丁砜(TMS)组成的复合萃取剂进行萃取脱硫。对三种萃取剂的体积比、萃取温度、萃取时间、转速、剂油体积比和萃取次数六个因素进行考察,选择最优萃取条件。实验结果表明:在DMAC,DMF和TMS的体积比为3:1:1、萃取温度为30℃、萃取时间为10 min、转速为100 rpm、每次剂油体积比为1:5、萃取五次时,萃取条件最佳。在最佳萃取条件下,硫含量从初始的1000 mg?kg-1降低到9.5mg?kg-1,脱硫率达到了99.1%。对循环使用三次后的萃取剂吸附再生并再次脱硫,脱硫率提高到接近90%。然后,采用浸渍法将钼负载在4A分子筛上,制成了催化剂Mo O3/4A。且利用电镜扫描(SEM)、红外光谱分析(FTIR)及光电子能谱(XPS)对新制备的催化剂进行表征。结果表明:钼成功负载在分子筛上,且活性中心是最高价态的钼Mo O3。以过氧化环己酮(CYPHO)为氧化剂分别对反应温度、反应时间、氧化剂用量、催化剂用量四个反应因素进行考察,选择最佳催化氧化条件。实验结果表明:反应温度为100℃、反应时间为30 min、模拟油与催化剂的体积质量比为100、氧化剂与催化剂摩尔比为2.5的最佳条件下,将模拟油初始含硫量从500mg?kg-1,降低到5 mg?kg-1,最高脱硫率为99%。此外,对催化氧化实验的反应动力学进行了模拟研究,模拟结果表明:Mo O3/4A-CYHPO催化氧化系统对二苯并噻吩和苯并噻吩(BT)的脱除反应动力学符合一级动力学模型。利用催化剂的重复使用次数来衡量其可靠性,在相同反应条件下,重复使用该催化剂,实验结果表明:该催化剂循环使用4次后,仍可达到欧五标准,具备良好的重复使用效能。同时,对催化氧化的反应机理也进行了研究。综上,两种脱硫方法都是行之有效的,其中萃取脱硫在更加温和的反应条件方面优于催化氧化脱硫,而后者在萃取次数少、再生后脱硫性能好等方面优于前者。通过分别对两种脱硫方法的对比研究,实现了实验室内深度脱硫的目的,为工业应用提供了理论参考。
【关键词】：二苯并噻吩 萃取脱硫 复合萃取剂 催化氧化脱硫 MoO3/4A
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE624.55
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-13
• 第1章 绪论13-26
• 1.1 研究背景13
• 1.2 石油中硫的存在形式13-15
• 1.3 石油中含硫化合物燃烧对环境的危害15
• 1.4 脱硫方法概述15-24
• 1.4.1 加氢脱硫15-17
• 1.4.2 生物脱硫17-20
• 1.4.3 吸附脱硫20-21
• 1.4.4 氧化脱硫21-22
• 1.4.5 萃取脱硫22-24
• 1.5 论文的研究目的、意义及内容24-26
• 1.5.1 研究目的及意义24
• 1.5.2 研究内容24-26
• 第2章 萃取脱硫的实验研究26-38
• 2.1 前言26
• 2.2 材料和方法26-29
• 2.2.1 实验主要仪器及试剂26-27
• 2.2.2 实验方法27
• 2.2.3 检测分析方法27-29
• 2.3 结果与讨论29-36
• 2.3.1 萃取剂的选择与评价29-31
• 2.3.2 温度对脱硫效果的影响31-32
• 2.3.3 时间对脱硫效果的影响32-33
• 2.3.4 转速对脱硫效果的影响33-34
• 2.3.5 剂油比对脱硫效果的影响34-35
• 2.3.6 萃取次数对脱硫效果的影响35-36
• 2.4 萃取剂重复利用、再生性实验36-37
• 2.5 本章小结37-38
• 第3章 催化氧化脱硫的实验研究38-55
• 3.1 前言38-39
• 3.2 材料和方法39-45
• 3.2.1 实验主要仪器及试剂39-40
• 3.2.2 催化剂的制备40
• 3.2.3 催化剂的表征及分析40-43
• 3.2.4 实验方法43-44
• 3.2.5 检测分析方法44-45
• 3.3 结果与讨论45-53
• 3.3.1 温度对脱硫效果的影响45-46
• 3.3.2 时间对脱硫效果的影响46-47
• 3.3.3 氧化剂用量对脱硫效果的影响47-48
• 3.3.4 催化剂用量对脱硫效果的影响48-49
• 3.3.5 催化效果对比实验49-50
• 3.3.6 催化剂重复性实验50-52
• 3.3.7 反应动力学研究52-53
• 3.4 本章小结53-55
• 第4章 萃取脱硫与催化氧化脱硫的性能比较55-57
• 结论与展望57-59
• 参考文献59-69
• 致谢69-70
• 附录A 攻读硕士学位期间所发表的学术论文目录70-71
• 附录B 攻读硕士学位期间所申请国家发明专利目录71

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本文编号：754250