乳液氧化法用于柴油的超深度脱硫

摘要

燃料油中的有机硫化物经过燃烧产生的硫氧化物(SOX)会导致雾霾、酸雨等环境问题。世界各国和地区都对燃料油中的硫含量做出了严格的规定,我国也要求自2013年起全国车用汽、柴油硫含量达到50μg/g以下的欧Ⅳ标准。相比于传统的加氢脱硫技术,氧化脱硫反应条件温和,且对具有空间位阻的硫化物有更好的脱除效果,因此被认为是极具前景的替代工艺。
　　本论文将双亲性催化剂、双氧水和柴油混合,组成一种油包水形式的乳液氧化体系,在适宜的条件下,把柴油中的有机硫化物氧化成相应的砜或亚砜,再利用有机溶剂N,N-二甲基甲酰胺进行萃取分离,得到了符合欧Ⅳ标准的低硫柴油。
　　实验中合成了仲钨酸盐(C21H46N)8[Na2H2W12O42]·9H2O和带双缺陷的硅钨杂多酸盐(C21H46N)6[K2γ-SiW10O36]两种双亲性催化剂,利用红外、紫外、单晶衍射和热重等表征手段确定其结构。通过对模拟柴油的氧化脱硫发现,在适宜的操作条件下(50℃温度,氧硫比等于5/1),乳液体系对不同种类,不同浓度的有机硫化物均具有良好的氧化效果,且二苯并噻吩及其衍生物比苯并噻吩及其衍生物更容易被氧化;氧化反应速率随着硫化物浓度的升高而加快。
　　对于催化氧化活性较好的仲钨酸盐(C21H46N)8[Na2H2W12O42]·9H2O,我们还考察了其循环利用效果和对真品柴油的脱硫能力。实验结果显示:催化剂重复利用五次后,催化活性未出现明显下降,二苯并噻吩的转化率可达到95.3％,且使用前后催化剂的化学结构未发生明显变化;催化剂对不同成分,不同硫含量的真品柴油都有很好的氧化脱硫能力,一次氧化-萃取过程后,柴油中的硫含量均降至50μg/g以下。

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第一章 文献综述

1.1 引言

1.2 柴油中的含硫化合物

1.3 柴油脱硫技术

1.4 多酸化合物概述

1.5 本课题研究的内容

第二章 实验部分

2.1 实验试剂与仪器

2.2 催化剂的制备和表征

2.3 模拟柴油的氧化脱硫

2.4 真品柴油的氧化脱硫

第三章 模拟柴油的氧化脱硫

3.1催化剂的表征

3.2 模拟柴油的氧化脱硫

3.3 小结

第四章 真品柴油的氧化脱硫

4.1 引言

4.2 真品柴油（中石油）的氧化脱硫

4.3 真品柴油（中石化）的氧化脱硫

4.4 小结

第五章 硅钨杂多酸对模拟柴油的氧化脱硫

5.1 引言

5.2 催化剂的表征

5.3 模拟柴油的氧化脱硫

5.4 硅钨杂多酸盐催化氧化脱硫的反应机理

5.5 小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

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