發(fā)布時(shí)間：2020-08-28 08:58

　　 隨著環(huán)保意識(shí)的增加和法律的日益嚴(yán)格,深度脫硫正吸引著越來越多的關(guān)注�？紤]到氧化脫硫有著工藝簡單,操作條件溫和,能耗低,且對位阻較大的噻吩類硫化物較好的脫硫效果等優(yōu)點(diǎn),本研究設(shè)計(jì)采取氧化脫硫的方法先將模擬油中的二苯并噻吩氧化成其極性較大的砜類物質(zhì),再通過萃取的方式將其去除。本研究以改性麥飯石為催化劑的載體,以鉬為活性組分采用浸漬法制備氧化脫硫反應(yīng)中的催化劑(Mo/MMS),并對新制備的催化劑采用SEM、FTIR、XRD等手段進(jìn)行表征,分析催化劑的結(jié)構(gòu)特性。通過掃描電鏡發(fā)現(xiàn),麥飯石具有多孔的海綿層狀結(jié)構(gòu)。通過FIRT和XRD證實(shí)金屬M(fèi)o已成功負(fù)載到改性麥飯石上,并且Mo分散在麥飯石的內(nèi)部,麥飯石的內(nèi)部結(jié)構(gòu)并沒有被改變。通過對四種不同的脫硫體系對比分析可知:在沒有催化劑存在的情況下,氧化反應(yīng)脫硫效率較差,Mo/MMS催化劑表現(xiàn)出良好的脫硫性能,萃取在整個(gè)脫硫過程中有著重要的作用。本文研究了氧化劑用量、催化劑用量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間和初始硫濃度這五個(gè)因素對氧化反應(yīng)中脫硫效率的影響。結(jié)果顯示隨著氧化反應(yīng)溫度、氧化時(shí)間的增加,脫硫效率增加,但是經(jīng)過某個(gè)點(diǎn)后,脫硫效率會(huì)略有下降;隨著催化劑用量和氧硫比的增加,脫硫效率增加。綜合考慮油的收益率、脫硫效率和成本的情況下,在20 ml硫含量為500 ppm的模擬油中,當(dāng)反應(yīng)溫度為100℃、反應(yīng)時(shí)間為60 min、氧硫比為5.0,催化劑用量為0.5 g時(shí),脫硫效率可以達(dá)到97.5%。且模擬油中初始硫濃度越高,殘余硫濃度越高,去除率越低,脫硫越困難。Box-Behnken設(shè)計(jì)評估了三個(gè)因素:反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間和氧硫比對脫硫效率的交互影響,并得到一個(gè)擬合的二次模型,模型的顯著性較好,模型的預(yù)測值與真實(shí)值之間較符合。三個(gè)因素對脫硫率影響重要程度排序是:O/S反應(yīng)溫度反應(yīng)時(shí)間。通過軟件設(shè)計(jì)得到了催化氧化脫硫反應(yīng)的最佳反應(yīng)條件:氧化反應(yīng)時(shí)間為62 min,氧化反應(yīng)溫度為103℃,氧硫比為4.0,在最優(yōu)條件下預(yù)測的脫硫率是99.0%,經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證后脫硫效率是98.1%,兩者之間非常接近。因此,響應(yīng)面分析法可成功的應(yīng)用于優(yōu)化氧化脫硫反應(yīng)的條件。催化劑經(jīng)過四次再生,在第五次重復(fù)使用時(shí),氧化脫硫效率從98.1%下降到了 92.2%,催化劑具有較好的重復(fù)使用性能,具有潛在的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。
【學(xué)位單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：TE624
【部分圖文】：

氧化脫硫（Ｏｘｉｄａｔｉｖｅ邋ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ邋ＯＤＳ）是在常壓下用氧化劑將難以去除逡逑的噻吩類含硫化合物氧化成易于去除的極性化合物亞砜、砜類等，然后通過萃取、逡逑吸附或熱分解的方法［４２，４３１將其從油品中去除的技術(shù)（圖１．４）。逡逑ＣｃＯ—逡逑＾／Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ邐＼ｒｈｅｒｍａｌ邋ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ逡逑Ｃ0０邋ｚ邐＼｛ｈｅａｔ）逡逑ｓ邋ｉ邐0￣Ｘ）＋ｓ0Ａｇ）逡逑ＴＴＴｍｒｎ邐ｑ逡逑Ａｌ邋－邋Ｏ邋－邋Ｓｉ邐：邐；逡逑－Ｍ邋－邋Ｏ邋－邋Ｍ－Ｏ逡逑圖１．４氧化脫硫過程砜類化合物脫除示意圖［４４］逡逑目前，氧化脫硫技術(shù)中的催化劑和氧化劑仍然是研究的重點(diǎn)。氧化脫硫中的逡逑氧化劑通常分為兩類：一類是過氧化物氧化劑，包括過氧化氫（Ｈ２０２）邋［４５］、過氧逡逑化環(huán)己酮［４６１、過氧化叔丁醇［４７］和其他過氧酸等；另一類是分子氧氧化劑，包括空逡逑氣、氧氣１４８１、臭氧等。由于噻吩類硫化物的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，很難被氧化，因此逡逑需要借助于催化劑的作用。催化劑的活性組分通常有銥、鎳、鈀、銠、鉑、鎢、逡逑鉬等貴金屬，載體在氧化脫硫催化劑中也發(fā)揮重要作用，如提高催化劑的活性，逡逑使活性組分與油品容易分離等，常見的催化劑載體有二氧化硅、活性炭、氧化鋁、逡逑樹脂和分子篩等。目前，已經(jīng)有很多學(xué)者成功制備了高效的氧化脫硫催化劑。Ｔａｎｇ逡逑等［４９１將雜多酸Ｈ３ＰＷ邋１２０４ｑ（ＨＰＷ）負(fù)載到介孔材料ＴＵＤ－１上制備了催化劑逡逑２０ＨＰＷ－ＴＵＤ－１

量為５００邋ｐｐｍ的模擬油置于具塞三角瓶中，分別加入０．５邋ｇ已制備好的Ｍｏ／ＭＭＳ逡逑催化劑和０．２３０９邋ｇ過氧化環(huán)己酮（ＣＹＨＰＯ）邋（０／Ｓ摩爾比為３．０），將含有混合物逡逑的反應(yīng)器放置在配有磁力攪拌器的恒溫油浴鍋中（裝置圖見圖２．１），將反應(yīng)體系逡逑的溫度控制在６０？１２０°Ｃ，反應(yīng)時(shí)間控制為２０？１００邋ｍｉｎ，反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)器于室逡逑１５逡逑

為邋５邋ｐｐｍ、１０邋ｐｐｍ、２０邋ｐｐｍ、４０邋ｐｐｍ、６０邋ｐｐｍ、８０邋ｐｐｍ、１００邋ｐｐｍ、２００邋ｐｐｍ、５００逡逑ｐｐｍ的９個(gè)濃度梯度．并用正辛烷溶液定容。將這９個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣品采用氣相色譜測逡逑定其中的硫含量的峰面積，作峰面積－濃度工作曲線。如圖２．２所示，根據(jù)設(shè)定的逡逑９個(gè)濃度梯度所繪制的標(biāo)準(zhǔn)曲線的方程為：Ｆ＝邋１．１４２６ｘ＋５．６２７５，爐＝０．９９９３。然逡逑后在相同的條件下用氣相色譜測定出樣品的峰面積，從上述標(biāo)準(zhǔn)曲線方程中求得逡逑樣品的濃度，由硫的去除率計(jì)算公式（式２．１）分析相應(yīng)的催化氧化效果。逡逑６００邋－逡逑５００邋：逡逑４００邋－邐Ｚ逡逑Ｉ邋；邐／逡逑Ｉ邋３0０邐ｙ＝１．１４２６ｘ＋５．６２７５逡逑＾邐Ｘ邐Ｒ：－０．９９９３逡逑２００－邋Ｘ逡逑１00邋－邋ｙ逡逑■Ｘ邐逡逑Ｑ邋Ｋ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐，邐Ｉ邐，邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐逡逑０邐１００邐２００邐３００邐４００邐５００逡逑Ｃｏｎｃｃｎｔｒａｔｉｏａ＾ｐｐｍ逡逑圖２．２二苯并噻吩標(biāo)準(zhǔn)曲線圖逡逑２．４邋Ｂｏｘ－Ｂｅｈｎｋｅｎ設(shè)計(jì)及分析方法逡逑響應(yīng)面分析法（ＲＳＭ）是綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)理統(tǒng)計(jì)和優(yōu)化計(jì)算為一體的分析逡逑方法，實(shí)驗(yàn)過程包括實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、響應(yīng)面擬合以及優(yōu)化計(jì)算等過程。響應(yīng)面分析已逡逑被廣泛應(yīng)用于科學(xué)與工業(yè)研宄的優(yōu)化驗(yàn)證｜８５１

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2807371