SbSn金属间化合物的结构和对石油改性研究

论文摘要

随着经济的发展,工农业对原油的需求量越来越大,而原油的品质越来越差,硫和重金属含量不断增高,给后续处理工艺带来很大的麻烦,同时也加剧了环境的污染。另一方面,世界各国对环保的要求越来越高,对原油产品中硫含量的限制越来越苛刻。这两方面的矛盾促使了原油加工中脱硫技术的发展。寻求经济高效的脱硫技术一直是原油加工工业中的一个热点,开发新的脱硫材料和脱硫工艺是一件很有意义的工作。本文以Sb、Sn为原料,采用不同的非平衡凝固方法和条件来制备SbSn金属间化合物,借助于差示扫描量热（DSC）、X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、俄歇电子能谱（AES）等现代分析手段对制备的材料进行了表征。考察了制备出的材料对原油中沥青质、硫和重金属等杂质的脱除效果。主要内容如下:1.对熔体的过热处理进行了研究,使用DSC表征了Sn和Sb混合物在升温过程中的变化,结果表明:1:1的锡-锑混合物在超过熔点完全转化为液相以后会在900℃附近发生液相微观结构变化,锡单质也会在970℃附近存在着液相结构的转变。不同熔融温度下制备出的材料的结构并不相同,由750℃下熔融快冷制备出的SbSn颗粒为六方晶体,由950℃下熔融快冷制备出的SbSn颗粒为三方晶体。根据标准图谱提供的金属间化合物SbSn的空间点群和晶格参数,用Materials Studio 3.0.1建立了SbSn的单晶胞空间结构图,并计算出了相应的XRD图,计算图与实测图有一致性。不同熔融温度下制备出材料的表面成分和锑元素的价态有所不同,电压30V,电流400A,淬速30m/s的条件下制备出的材料与950℃下熔融快冷制备出的材料的晶体结构一致,并且表面是富锑的,锑的价态是以+3价为主;电压20V,电流20A,淬速30m/s的条件下制备出的材料与750℃下熔融快冷制备出的材料的晶体结构一致,表面是富锡的,锑的价态是以零价态为主。2.以沥青质的的脱出率作为评价标准,来确定原油乳化液的最佳配制条件。研究结果表明最优的乳化液配制条件为:表面活性剂为油包水型,含量在0.15%以上,水含量在35%～40%之间。3.研究了不同的工艺条件对材料的结构和脱硫性能的影响。对于原油乳化液脱硫过程来说,研究结果表明:不同熔融温度下制备出的材料的脱硫性能不同,

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 原油及其中有害物质的脱除
• 1.3 金属间化合物
• 1.4 非平衡凝固技术
• 1.5 锡、锑及其金属间化合物的研究
• 1.6 本课题的工作目的和内容
• 第二章 金属间化合物SBSN 的制备和结构研究
• 2.1 实验部分
• 2.2 金属的遗传性和材料的过热处理
• 2.3 制备材料的晶体结构及其解析
• 2.4 不同制备方法对材料结构的影响
• 2.5 表面元素含量分析
• 2.6 表面有效元素的价态分析
• 2.7 不同淬速制备出材料的XRD
• 2.8 二次熔炼对晶体结构的影响
• 2.9 熔融时间对材料结构的影响
• 2.10 喷雾快冷制备材料的形貌分析
• 2.11 加盐对喷雾快冷材料结构和形貌的影响
• 2.12 加ZN 对喷雾快冷材料结构和形貌的影响
• 2.13 金属间化合物SBSN 金属膜的制备与表征
• 2.14 SBSN 金属间化合物的磁性初探
• 2.15 本章小结
• 第三章 金属间化合物SBSN 对原油改性的研究
• 3.1 材料对原油中沥青质的脱除
• 3.2 材料对原油中硫的脱除
• 3.3 材料对原油中重金属的脱除
• 3.4 金属间化合物SBSN 脱硫机理的研究
• 3.5 本章小结
• 第四章 结论
• 4.1 SBSN 金属间化合物的制备和结构研究
• 4.2 SBSN 金属间化合物对原油改性的研究
• 参考文献
• 撰写和发表的论文
• 致谢