【摘要】：由于燃油中的硫化物對環(huán)境構成了嚴重威脅,越來越多人的注意力集中在提高柴油和汽油等燃料油的質量上,因此對燃料油進行深度脫硫己成為世界各國主要研究的問題之一。本文采用液相離子交換法制備了鋅改性的分子篩吸附劑,并采用X射線粉末衍射、電感藕合等離子體原子發(fā)射光譜分析、掃描電鏡、透射電鏡、N_2程序升溫脫附等一系列表征手段對所制得的吸附劑進行表征。通過靜態(tài)吸附脫硫法研究了不同鋅源改性、離子交換時間、離子交換溫度等制備條件,以及吸附時間、吸附溫度、加入芳烴和烯烴對ZnY脫硫性能的影響。得到ZnY最適宜的制備條件為:使用Zn(Ac)_2進行離子交換,離子交換濃度為0.1 mol·L~(-1),在60℃下離子交換10 h;在此條件下制備的Zn(Ac)_2-Y對含有噻吩的模型油(劑/油比為0.02 g/mL)在50℃條件下吸附120 min后,吸附硫容達到21.12 mgS/g,噻吩脫除率達到56.01%。本文再以含有一定量競爭組分(甲苯、正己烯)的環(huán)己烷溶液為模型油,對吸附劑的脫硫性能進行了測定。實驗結果表明,吸附劑的脫硫性能隨著模型油中加入甲苯和正己烯而顯著降低,甲苯的影響比正己烯更顯著,此時Zn(Ac)_2-Y相較于Zn(NO_3)_2-Y和ZnSO_4-Y具有更高的吸附硫容,但甲苯和正己烯影響ZnY脫硫的機理不同。甲苯能以π電子與Zn~(2+)形成絡合,從而與噻吩形成競爭吸附。而正己烯與噻吩在吸附劑表面酸性的作用下會發(fā)生催化反應,噻吩開環(huán)形成烷基噻吩類大分子化合物,堵塞分子篩的孔道,因而降低吸附硫容。此外,本文還用一級和二級動力學方程,Freundlich、Langmuir、Toth吸附模型,以及熱力學方程研究了NaY和ZnY的吸附動力學,平衡等溫吸附和吸附熱力學,并分別對實驗數(shù)據進行計算,同時分析了分子篩脫硫過程中的傳質和顆粒內擴散。結果表明:吸附動力學可以用二級方程進行描述;NaY和ZnY吸附噻吩符合Toth模型;噻吩從模型油中傳遞到吸附劑外表面是一個非常快速的過程,隨著內擴散的進行,擴散速率逐漸減慢直至平衡,內擴散對噻吩的影響較大;研究脫硫過程的熱力學,計算得到NaY和ZnY的吸附焓變均小于0;NaY和ZnY的Gibbs自由能在303.15~323.15 K范圍內均小于0,表明脫硫過程在該溫度范圍內是自發(fā)過程。
【圖文】：

圖 1-1 噻吩與金屬離子的幾何配位關系Figure 1-1 Geometric coordination of thiophene with metal ionsTakahashi 等人[60]通過實驗測定以及分子軌道計算的方法，，得到了 Cu+、A噻吩、苯的絡合鍵能�？傻玫浇Y論：實驗測定和理論計算的絡合鍵能基本，Cu+與噻吩和苯的絡合鍵能大于 Ag+與噻吩和苯的絡合鍵能。但絡合吸附也有缺點。燃料油中非含硫芳烴的含量（質量分數(shù)一般大0 %）遠大于含硫芳烴的含量（質量分數(shù)一般在 1 %以下），吸附劑上的金子對燃料油中的非硫芳烴同樣具有絡合作用，所以大量的非含硫芳烴與含烴會產生強烈的競爭吸附，大大降低了吸附劑的脫硫性能。今后研究的重是提高吸附劑對含硫芳烴的選擇性。（2）S-M 鍵如圖 1-1 所示，含硫芳烴化合物與金屬存在 8 種結合形式，其中完全在金屬之間形成的成鍵形式只有 η1S 與 S-μ3兩種，即為 S-M 鍵。如果含硫芳合物與金屬只形成 S-M 鍵，將大大提高吸附劑對含硫芳烴化合物的吸附選

圖 3-1 不同吸附劑的 XRD 譜圖Figure 3-1 XRD patterns of adsorbents感耦合等離子發(fā)射光譜（ICP）性組分負載量一定程度上代表了分子篩上吸附活性位的分必須達到一定的負載量才能保證分子篩具有較高的吸定分子篩的化學組成，結果列于表 3-1：表 3-1 不同制備條件下各種吸附劑的化學組成1 Chemical composition of the adsorbents prepared using different 離子交換時間(h)Zn 含量(mmol/g)Si/Al 比 Na 離子交- -2.341-
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TE624.5;TQ424.25

【參考文獻】

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本文編號：2607692