吸附法深度脱除混合碳四中二硫化物的研究

摘要

液化石油气中C4馏分是合成高辛烷值汽油添加剂甲基叔丁基醚的重要原料。液化石油气如果脱硫操作不彻底，将导致合成的甲基叔丁基醚中含有大量的硫，最终引入汽油，导致汽油中硫含量超标。目前采用吸附法脱硫研究较多的是针对噻吩类硫化物的脱除，然而液化石油气经梅洛克斯脱硫醇后总硫含量中80％左右的硫都为二硫化物，二硫化物在分子结构上与噻吩类硫化物有很大不同，因此有必要开发针对二硫化物的吸附脱硫剂。
　　 本文在固定床反应装置上研究了分子筛改性吸附剂对模拟液化石油气中二硫化物的脱除性能。通过穿透实验考察了载体、活性组分种类和含量、改性方法等因素对脱硫效果的影响，研究了吸附剂的吸附脱硫选择性，探讨了二硫化物在吸附剂上的吸附机理以及二硫化物与烯烃的竞争吸附机理，并对吸附工艺条件和吸附剂的再生性能进行了考察。
　　 吸附剂的活性评价结果显示，以NaY为载体负载5wt.％Ag2O得到的Ag2O/NaY吸附剂在有烯烃存在时具有最好的吸附脱硫活性，通过原位红外的方法研究发现，直接的S-Ag(I)相互作用可能是导致该吸附剂在含有烯烃的模拟液化石油气中具有较高的脱硫活性和吸附选择性的原因。再生性能研究表明，Ag2O/NaY吸附剂在空气气氛下，于550℃加热8h，再生五次后，仍具有较好的吸附脱硫性能。

目录

声明

学位论文数据集

摘要

第一章 绪论

1．1 液化石油气脱硫的必要性及液化石油气中硫的形态

1．1．1 液化石油气脱硫的必要性

1．1．2 液化石油气的含硫标准

1．1．3 液化石油气中硫化物的性质与分布

1．2 国内外脱硫技术及应用

1．2．1 加氢脱硫

1．2．2 烷基化脱硫

1．2．3 催化裂化脱硫

1．2．4 氧化脱硫

1．2．5 萃取脱硫

1．2．6 生物脱硫

1．2．7 膜分离脱硫

1．2．8 吸附脱硫

1．3 脱硫用吸附剂

1．3．1 分子筛类吸附剂

1．3．2 活性炭类吸附剂

1．3．3 金属氧化物及复合金属氧化物类吸附剂

1．3．4 其它吸附剂

1．4 本课题的研究目的、意义和内容

第二章 实验部分

2．1 主要试剂与仪器

2．2 模型油的配制

2．3 硫含量的测定

2．3．1 硫含量分析方法的建立

2．3．2 一元线性方程的拟合

2．4 吸附剂的制备

2．4．1 等体积浸渍

2．4．2 旋蒸浸渍

2．4．3 离子交换

2．5 吸附剂的表征

2．5．1 X射线粉末衍射(XRD)

2．5．2 氨气-程序升温脱附(NH3-TPD)

2．5．3 N2吸附-脱附等温线

2．5．4 X射线光电子能谱(XPS)

2．5．5 X射线荧光光谱(XRF)

2．5．6 二甲基二硫醚-程序升温脱附(DMDS-TPD)

2．6 原位红外研究

2．6．1 二甲基二硫醚吸附机理研究

2．6．2 二甲基二硫醚与烯烃的竞争吸附研究

2．7 吸附剂的评价

2．7．1 固定床吸附脱硫实验

2．7．2 脱硫性能的比较

第三章 吸附剂活性研究

3．1 引言

3．2 载体种类的影响

3．2．1 不同载体吸附剂的脱硫效果

3．2．2 不同载体的表征结果

3．3 金属元素种类的影响

3．3．1 负载不同金属元素吸附剂的脱硫效果

3．3．2 负载不同金属元素吸附剂的表征结果

3．4 浸渍时间的影响

3．5 活性组分含量的影响

3．5．1 负载不同含量Ag2O时吸附剂的脱硫效果

3．5．2 负载不同含量Ag2O吸附剂的表征

3．5．3 不同离子交换水平吸附剂的脱硫效果

3．5．4 不同离子交换水平吸附剂的表征

3．6 制备方法的影响

3．6．1 不同方法改性吸附剂的活性评价

3．6．2 不同方法改性吸附剂的表征

3．7 本章小结

第四章 吸附剂选择性及吸附机理研究

4．1 引言

4．2 选择性评价

4．3 吸附机理及竞争吸附机理的原位红外研究

4．3．1 二甲基二硫醚在NaY上吸附的原位红外研究

4．3．2 二甲基二硫醚在AgO/NaY上吸附的原位红外研究

4．3．3 烯烃与二甲基二硫醚在NaY上竞争吸附的原位红外研究

4．3．4 烯烃与二甲基二硫醚在Ag2O/NaY上竞争吸附的原位红外研究

4．3．5 竞争吸附机理

4．4 本章小结

第五章 吸附工艺优化及吸附剂再生性能研究

5．1 引言

5．2 工艺条件考察

5．2．1 空速的影响

5．2．2 温度的影响

5．3 再生性能考察

5．3．1 再生气氛的影响

5．3．2 再生温度的影响

5．3．3 再生次数的影响

5．4 本章小结

第六章 结论

参考文献

致谢

发表及已接受的论文

作者及导师简介