柴油撞击流反应器中固体酸催化脱硫反应动力学研究

发布时间：2020-09-16 16:00

　　 柴油要达到深度脱硫必须要对噻吩(thiophene)、苯并噻吩(benzothiophene,BT)、二苯并噻吩(dibenzothiophene,DBT)及其衍生物进行脱除,大量被炼油厂采用的传统加氢脱硫工艺对于上述含硫化合物的脱除效果不是很好或者设备投资费用过大。以双氧水为氧化剂的催化氧化脱硫体系以其能在温和的条件下进行脱硫反应同时不产生二次污染而受到关注。本文以二苯并噻吩为有机硫化物配置模型柴油,通过采取新型的反应装置-浸没式撞击流反应器,利用撞击流反应器能促进液体连续相粒子的微观混合以及在撞击区产生强烈的压力波动这两大特性,探讨其在催化氧化模拟柴油中有机硫化物中的优化作用。研究结果表明:1.在搅拌反应器下,甲酸/硫酸/双氧水体系的催化氧化的最佳反应条件为:n(甲酸)/n(S)=3,n(H2SO4)/n(S)=2,n(H2O2)/n(S)=6,反应时间为60min,反应温度为60℃,此时模拟柴油中有机硫化物氧化转化率最高,达到91.02%。2.在撞击流反应器中,模拟油中的有机硫化物催化氧化的最佳反应参数为40℃和1050r/min;并且在n(H2SO4)/n(S)=2,n(甲酸)/n(S)=1.5,n(H2O2)/n(S)=3,反应温度为40℃,转速为1050r/min,反应时间为2h时,模拟油中的有机硫化物氧化脱除率达到了81.25%;3.在撞击流反应器和搅拌反应器中进行条件相同的反应,发现在反应时间足够长(60~80min)的情况下,撞击流反应器催化氧化效果比同等参数下的搅拌反应器提升了20%左右;4.对撞击流反应器中模拟柴油中有机硫化物氧化反应进行了动力学研究,得出当n(H2SO4)/n(S)=2;n(甲酸)/n(S)=1.5;n(H2O2)/n(S)=3时,其氧化反应符合表观一级反应动力学的反应规律;当转速从900r/min提高到1050r/min时,其反应速率常数提升了一倍以上,达到0.03287μg/g·min-1;在撞击流反应器中当转速为900r/min时此催化反应的表观活化能Ea=14.86 kJ/mol。
【学位单位】：武汉工程大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：TE624;O643.1

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本文编号：2820055