钛改性多级孔材料的制备及氧化脱硫性能研究

发布时间：2020-12-21 22:19

　　近年来随着人们环保意识的不断加深,许多国家都颁布了法令和法规将燃油中的硫含量严格限制在了10或15 ppmw以下,这就要求燃油中像二苯并噻吩（Dibenzothiophene,DBT）和4,6-二甲基二苯并噻吩（4,6-dimethyldibenzothiophene,4,6-DMDBT）这样的大分子含硫化合物必须被脱除。氧化脱硫（Oxidative desulfurization,ODS）工艺作为最典型的非加氢脱硫技术,由于成本低、能耗小且脱硫效果优异,被认为在深度脱硫领域最具应用潜力。本文中以钛改性多级孔材料为出发点制备了氧化脱硫催化剂,对样品进行了X-射线衍射、电子显微技术、氮气吸附脱附性能和光谱学分析等表征,并针对样品的制备及在燃油深度氧化脱硫中的性能等方面进行了较为系统的研究。以钛酸四丁酯（tetrabutyl orthotitanate,TBOT）作为钛物种前驱体,通过等体积浸渍的方式制备了钛改性多级孔丝光沸石。由于TBOT的分子尺寸较大,改性后钛物种分布在了丝光沸石的微孔之外,因此多级孔丝光沸石中的钛物种更容易与含硫化合物相接触。催化反应实验证明,介孔结构的存在使得钛改性... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：126 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

石油中有机含硫化合物的存在形式

第 1 章 绪论odesulfurization，HDS）。HDS 过程往往是使用含有过渡金属的多相催化剂，在一定的温度和压力下使氢气与燃油中的含硫应，并将硫元素以硫化氢的形式分离，达到脱硫的目的[10, 11]。在工业上应用十分广泛并且脱硫效果较理想，但是该工艺也存比如 HDS 过程需要在高温高压下进行，这不仅需要较高的能装置要具有较高的机械强度，此外 HDS 过程还要需要消耗大量以看出 HDS 过程的脱硫成本较为昂贵。更重要的是，由图 1-程对于大分子含硫化合物，比如 DBT 及其衍生物，尤其是 4,6效果并不是十分理想。这些因素限制了 HDS 工艺在燃油深度，对清洁燃料的生产造成了困难[12, 13]。

哈尔滨工业大学工学博士学位论文（Selective adsorption desulfurization, ADS）[17,18]，生物脱硫（Bio-desulfurizationBDS）[19 20]以及萃取脱硫（Extraction desulfurization, EDS）[21,22]等等。其中 OD由于具有诸多的优点被认为是最具有应用潜力的非加氢的脱硫工艺[23]。在效率方面，由于活性物种，氧化剂和硫元素之间的相互接触较为容易，所以 OD工艺对于大分子含硫化合物具有较高的脱除效果；另外反应中间体亚砜类化合物极易被氧化为砜类，反应耗时短且较为彻底。在成本方面，ODS 过程在常压下就可以进行，所以对反应设备强度的要求较低；另外反应所需的温度也大幅降低（一般在 80oC 以下），因此能耗较少。综上可知，与 HDS 过程相比，ODS工艺在大分子含硫化合物的脱硫领域中更为经济和高效。由图 1-3 可见，以噻吩类化合物为例，ODS 过程一般是在催化剂和氧化剂的共同作用下，将噻吩类化合物氧化为亚砜类化合物，再进一步氧化为砜类化合物，由于砜类化合物具有较强的极性，因此可以通过简单的萃取或吸附等手段进行分离，从而达到脱硫的目的（图 1-4）[24]。


本文编号：2930608