海洋化学工程与技术专业毕业论文海洋化学工程与技术专业毕业论文 精品论文精品论文 改性活性半焦选改性活性半焦选择性吸附汽油脱硫的研究择性吸附汽油脱硫的研究关键词：改性活性半焦关键词：改性活性半焦 吸附汽油脱硫吸附汽油脱硫 非加氢脱硫非加氢脱硫摘要：随着环保法规日益严格，减少机动车尾气中 SOx 的排放，生产和使用环 境友好的低硫汽油已成为世界各国政府和炼油企业普遍重视的问题。尽管传统 的加氢脱硫(HDS)技术能够有效地脱除汽油中大部分含硫化物，但是在超深度脱 硫方面遇到了挑战，对炼油厂的生产工艺及其生产设备提出了更加苛刻的要求。 国内中小炼油厂遇到了深度脱硫技术和经济瓶颈，有必要开发非加氢脱硫作为 其有效补充。目前，在研究的各种非加氢脱硫技术中，吸附脱硫被认为是有着 广阔前景的脱硫技术。 本论文选用鄂尔多斯褐煤半焦为原料，利用多种化学 法和物理法对半焦进行改性，并负载金属氧化物，制备活性半焦汽油吸附脱硫 剂。在固定床上对 FCC 汽油进行吸附脱硫实验，考察脱硫剂的最佳制备条件和 最佳吸附脱硫条件，通过气相色谱分析了脱硫前后 FCC 汽油中各硫化物种类的 变化。采用多种再生方法对失活的脱硫剂进行再生，找出合适的再生工艺。通 过对脱硫剂的物理化学性质的表征和模型化合物的实验研究，确定了吸附脱硫 的热力学动力学模型，探讨了吸附脱硫机理，为吸附脱硫技术的工业化提供一 定的理论依据。 固定床动态吸附脱硫实验的结果表明，制备条件对于脱硫剂 的吸附性能具有显著的影响。原料半焦的脱硫率为 20.03，经过 HNO3 活化可 提高到 34.78，水蒸气活化可提高到 44.19，KOH 活化可达 48.95，ZnCl2 活化可达 46.46。在半焦上负载金属氧化物能够提高脱硫率，氧化物的负载 量有一个适宜值，对于 CuO 为 3，对于 ZnO 为 1，负载 CuO 的脱硫效果优于 ZnO。经过水蒸气活化后，再经过 H3PO4 活化的脱硫剂，活化条件：半焦与磷酸 体积比 1：1.5，磷酸浓度 50，浸渍温度 95，焙烧温度 650、负载 4CuO，脱硫率达 81以上。经过水蒸气活化后，再经 H2SO4 活化的脱硫剂， 活化条件：固液比 1：1.5，浸渍温度 90，焙烧温度 200，焙烧时间 1.5h， 负载 3NiO，脱硫率为 79.22。HNVP3CuO，VPHP4CuO，VPHS3NiO 三 种脱硫剂的穿透硫容分别为 0.1430，0.2454，0.1806，水蒸气活化 H3PO4 活化负载 4CuO 为最好的脱硫剂。 GC-FPD 分析表明半焦吸附脱硫剂 对苯并噻吩有极高的选择性，对其它小分子含硫化合物的吸附性能稍差，汽油 中硫化物在半焦上吸附脱除的难易顺序是：苯并噻吩类噻吩类非芳香环(四 氢噻吩)。通过模型化合物研究表明，不饱和烃和杂环化合物对噻吩类吸附脱除 存在竞争吸附，其影响顺序是：吡啶苯环己烯，受影响大小的程度顺序是， 对噻吩的影响大于对苯并噻吩的影响。噻吩在半焦上的吸附等温线，可以用 Freundlich 吸附模型加以解释，低温有利于噻吩的吸附。苯并噻吩的吸附等温 线可以用 Langmuir 方程加以描述，升高温度有利于苯并噻吩的脱除。动力学吸 附曲线表明噻吩和苯并噻吩的吸附过程均是一个从准一级方程向准二级方程过 渡的过程，其中吸附初始阶段符合准一级速率方程，后阶段符合准二级速率方 程。真实汽油的吸附过程可以用准二级速率方程加以描述。芳香类含硫化合物 在半焦上的吸附作用主要来自 - 络合作用、S-M 配合作用和范德华力，其 中前两项是选择性吸附脱硫的主要因素。噻吩在半焦表面上有可能是垂直吸附， 苯并噻吩更倾向于平躺吸附。 脱硫效果最好的脱硫剂 VPHP3CuO 热再生在650下最好，但再生硫容只有 0.1351，再生率 52.81。水蒸气气氛下热再 生效果比 N2 有所提高，一次再生硫容 0.1627，再生率分别为 63.63。溶剂 萃取再生效果好的溶剂顺序是：二甲苯甲苯苯正庚烷乙醇，以二甲苯 为溶剂的再生硫容为 0.1788再生率达 69.91，二次再生硫容达 0.1722， 再生率 67.32。利用索氏提取法进行溶剂萃取再生能够比回流法提高再生效 果，再生硫容达 0.1877，再生率达 73.38。索氏提取和水蒸气再生联合法 能够互补优势，再生硫容可到 0.2082，再生率达到 81.41。是本实验中再 生率最高的再生方式正文内容正文内容随着环保法规日益严格，减少机动车尾气中 SOx 的排放，生产和使用环境 友好的低硫汽油已成为世界各国政府和炼油企业普遍重视的问题。尽管传统的 加氢脱硫(HDS)技术能够有效地脱除汽油中大部分含硫化物，但是在超深度脱硫 方面遇到了挑战，对炼油厂的生产工艺及其生产设备提出了更加苛刻的要求。 国内中小炼油厂遇到了深度脱硫技术和经济瓶颈，有必要开发非加氢脱硫作为 其有效补充。目前，在研究的各种非加氢脱硫技术中，吸附脱硫被认为是有着 广阔前景的脱硫技术。 本论文选用鄂尔多斯褐煤半焦为原料，利用多种化学 法和物理法对半焦进行改性，并负载金属氧化物，制备活性半焦汽油吸附脱硫 剂。在固定床上对 FCC 汽油进行吸附脱硫实验，考察脱硫剂的最佳制备条件和 最佳吸附脱硫条件，通过气相色谱分析了脱硫前后 FCC 汽油中各硫化物种类的 变化。采用多种再生方法对失活的脱硫剂进行再生，找出合适的再生工艺。通 过对脱硫剂的物理化学性质的表征和模型化合物的实验研究，确定了吸附脱硫 的热力学动力学模型，探讨了吸附脱硫机理，为吸附脱硫技术的工业化提供一 定的理论依据。 固定床动态吸附脱硫实验的结果表明，制备条件对于脱硫剂 的吸附性能具有显著的影响。原料半焦的脱硫率为 20.03，经过 HNO3 活化可 提高到 34.78，水蒸气活化可提高到 44.19，KOH 活化可达 48.95，ZnCl2 活化可达 46.46。在半焦上负载金属氧化物能够提高脱硫率，氧化物的负载 量有一个适宜值，对于 CuO 为 3，对于 ZnO 为 1，负载 CuO 的脱硫效果优于 ZnO。经过水蒸气活化后，再经过 H3PO4 活化的脱硫剂，活化条件：半焦与磷酸 体积比 1：1.5，磷酸浓度 50，浸渍温度 95，焙烧温度 650、负载 4CuO，脱硫率达 81以上。经过水蒸气活化后，再经 H2SO4 活化的脱硫剂， 活化条件：固液比 1：1.5，浸渍温度 90，焙烧温度 200，焙烧时间 1.5h， 负载 3NiO，脱硫率为 79.22。HNVP3CuO，VPHP4CuO，VPHS3NiO 三 种脱硫剂的穿透硫容分别为 0.1430，0.2454，0.1806，水蒸气活化 H3PO4 活化负载 4CuO 为最好的脱硫剂。 GC-FPD 分析表明半焦吸附脱硫剂 对苯并噻吩有极高的选择性，对其它小分子含硫化合物的吸附性能稍差，汽油 中硫化物在半焦上吸附脱除的难易顺序是：苯并噻吩类噻吩类非芳香环(四 氢噻吩)。通过模型化合物研究表明，不饱和烃和杂环化合物对噻吩类吸附脱除 存在竞争吸附，其影响顺序是：吡啶苯环己烯，受影响大小的程度顺序是， 对噻吩的影响大于对苯并噻吩的影响。噻吩在半焦上的吸附等温线，可以用 Freundlich 吸附模型加以解释，低温有利于噻吩的吸附。苯并噻吩的吸附等温 线可以用 Langmuir 方程加以描述，升高温度有利于苯并噻吩的脱除。动力学吸 附曲线表明噻吩和苯并噻吩的吸附过程均是一个从准一级方程向准二级方程过 渡的过程，其中吸附初始阶段符合准一级速率方程，后阶段符合准二级速率方 程。真实汽油的吸附过程可以用准二级速率方程加以描述。芳香类含硫化合物 在半焦上的吸附作用主要来自 - 络合作用、S-M 配合作用和范德华力，其 中前两项是选择性吸附脱硫的主要因素。噻吩在半焦表面上有可能是垂直吸附， 苯并噻吩更倾向于平躺吸附。 脱硫效果最好的脱硫剂 VPHP3CuO 热再生在 650下最好，但再生硫容只有 0.1351，再生率 52.81。水蒸气气氛下热再 生效果比 N2 有所提高，一次再生硫容 0.1627，再生率分别为 63.63。溶剂 萃取再生效果好的溶剂顺序是：二甲苯甲苯苯正庚烷乙醇，以二甲苯 为溶剂的再生硫容为 0.1788再生率达 69.91，二次再生硫容达 0.1722，再生率 67.32。利用索氏提取法进行溶剂萃取再生能够比回流法提高再生效 果，再生硫容达 0.1877，再生率达 73.38。索氏提取和水蒸气再生联合法 能够互补优势，再生硫容可到 0.2082，再生率达到 81.41。是本实验中再 生率最高的再生方式 随着环保法规日益严格，减少机动车尾气中 SOx 的排放，生产和使用环境友好 的低硫汽油已成为世界各国政府和炼油企业普遍重视的问题。尽管传统的加氢 脱硫(HDS)技术能够有效地脱除汽油中大部分含硫化物，但是在超深度脱硫方面 遇到了挑战，对炼油厂的生产工艺及其生产设备提出了更加苛刻的要求。国内 中小炼油厂遇到了深度脱硫技术和经济瓶颈，有必要开发非加氢脱硫作为其有 效补充。目前，在研究的各种非加氢脱硫技术中，吸附脱硫被认为是有着广阔 前景的脱硫技术。 本论文选用鄂尔多斯褐煤半焦为原料，利用多种化学法和 物理法对半焦进行改性，并负载金属氧化物，制备活性半焦汽油吸附脱硫剂。 在固定床上对 FCC 汽油进行吸附脱硫实验，考察脱硫剂的最佳制备条件和最佳 吸附脱硫条件，通过气相色谱分析了脱硫前后 FCC 汽油中各硫化物种类的变化。 采用多种再生方法对失活的脱硫剂进行再生，找出合适的再生工艺。通过对脱 硫剂的物理化学性质的表征和模型化合物的实验研究，确定了吸附脱硫的热力 学动力学模型，探讨了吸附脱硫机理，为吸附脱硫技术的工业化提供一定的理 论依据。 固定床动态吸附脱硫实验的结果表明，制备条件对于脱硫剂的吸附 性能具有显著的影响。原料半焦的脱硫率为 20.03，经过 HNO3 活化可提高到 34.78，水蒸气活化可提高到 44.19，KOH 活化可达 48.95，ZnCl2 活化可 达 46.46。在半焦上负载金属氧化物能够提高脱硫率，氧化物的负载量有一 个适宜值，对于 CuO 为 3，对于 ZnO 为 1，负载 CuO 的脱硫效果优于 ZnO。 经过水蒸气活化后，再经过 H3PO4 活化的脱硫剂，活化条件：半焦与磷酸体积 比 1：1.5，磷酸浓度 50，浸渍温度 95，焙烧温度 650、负载 4CuO， 脱硫率达 81以上。经过水蒸气活化后，再经 H2SO4 活化的脱硫剂，活化条件： 固液比 1：1.5，浸渍温度 90，焙烧温度 200，焙烧时间 1.5h，负载 3NiO，脱硫率为 79.22。HNVP3CuO，VPHP4CuO，VPHS3NiO 三种脱 硫剂的穿透硫容分别为 0.1430，0.2454，0.1806，水蒸气活化 H3PO4 活 化负载 4CuO 为最好的脱硫剂。 GC-FPD 分析表明半焦吸附脱硫剂对苯并 噻吩有极高的选择性，对其它小分子含硫化合物的吸附性能稍差，汽油中硫化 物在半焦上吸附脱除的难易顺序是：苯并噻吩类噻吩类非芳香环(四氢噻吩)。 通过模型化合物研究表明，不饱和烃和杂环化合物对噻吩类吸附脱除存在竞争 吸附，其影响顺序是：吡啶苯环己烯，受影响大小的程度顺序是，对噻吩 的影响大于对苯并噻吩的影响。噻吩在半焦上的吸附等温线，可以用 Freundlich 吸附模型加以解释，低温有利于噻吩的吸附。苯并噻吩的吸附等温 线可以用 Langmuir 方程加以描述，升高温度有利于苯并噻吩的脱除。动力学吸 附曲线表明噻吩和苯并噻吩的吸附过程均是一个从准一级方程向准二级方程过 渡的过程，其中吸