FCC汽油液相选择性氧化脱硫的研究

论文摘要

随着人们环保意识的不断增强及原油硫含量的增大,汽车尾气所带来的污染越来越成为人们关注的焦点,生产满足环境保护要求的清洁燃料汽油越来越重要,所以世界各国对燃料油品中的硫含量提出了非常严格的要求。与其他脱硫技术相比,氧化脱硫新技术可以在常温常压,不消耗氢气的条件下使用;另外,还能够有效的脱除传统方法较难脱除的噻吩类硫化物,并且具有脱氮功能;反应副产物为有机硫化物,可以作为潜在的工业原料;反应过程中二氧化碳排放量少,系环保型工艺过程,因此具有广泛的应用前景。本文通过石家庄炼油厂生产的FCC汽油含硫化合物的检测,制定了以H2O2为氧化剂,杂多酸或有机酸为催化剂,在季铵盐相转移催化剂的作用下的催化氧化脱除模型化合物中噻吩的研究方案。对季铵盐相转移催化剂阴阳离子及其结构对氧化脱硫率的影响进行了系统研究,提出在季铵盐相转移催化剂作用下噻吩的氧化机理及最终产物,模型化合物脱硫率达到93.1%。以噻吩为模型化合物,在自制杂多酸季铵盐催化下,以H2O2为氧化剂,对模型化合物氧化脱除噻吩工艺进行了系统研究。自制催化剂具有较高的催化氧化活性,能够有效减小反应系统相间阻力,促进噻吩的氧化反应顺利进行。提出了该催化剂催化氧化脱除模型化合物中噻吩的反应机理。以噻吩为模型化合物,自制铁酸锌负载磷钨酸为催化剂,以H2O2为氧化剂,对模型化合物氧化脱除噻吩工艺进行了系统研究。负载型磷钨酸催化剂催化活性中心突出,分布均匀,克服了磷钨酸直接作为催化剂比表面小,反应后不易回收等缺点。通过对模型化合物氧化脱除噻吩的研究分析,制定了FCC汽油以H2O2为氧化剂,杂多酸或有机酸为催化剂,在季铵盐相转移催化剂的作用下的氧化脱硫实验方案。季铵盐类相转移催化剂能够降低水油两相间的相间阻力,其阳离子还能与过氧杂多阴离子结合,避免了溶剂化效应,提高了杂多酸催化剂的催化活性;确定了相转移催化氧化脱除FCC汽油中含硫化合物的反应机理及最终产物,FCC汽油脱硫率达到83.6%。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.1.1 燃料油脱硫的意义
• 1.1.2 汽油低硫化的过程
• 1.1.3 我国汽油中含硫化合物的来源
• 1.2 燃料油脱硫工艺进展
• 1.2.1 催化裂化脱硫工艺
• 1.2.2 催化加氢脱硫工艺
• 1.2.3 微生物催化脱硫工艺
• 1.2.4 有机溶剂萃取脱硫工艺
• 1.2.5 吸附脱硫工艺
• 1.2.6 离子液体脱硫工艺
• 1.2.7 氧化萃取脱硫工艺
• 1.3 脱硫工艺比较
• 1.4 课题来源及主要研究内容
• 1.4.1 课题来源
• 1.4.2 主要研究内容
• 第二章 实验原理
• 2.1 我国汽油的组成与现状
• 2.2 催化裂化汽油的成份组成
• 2.3 催化裂化汽油中含硫化合物的组成
• 2.4 含硫化合物的氧化机理
• 2.4.1 硫醚的催化氧化
• 2.4.2 硫醇类化合物的催化氧化
• 2.4.3 噻吩类化合物的催化氧化
• 2.5 氧化剂的选择
• 2.6 萃取机理
• 2.7 仪器分析原理
• 2.7.1 WK-2D型微库仑综合分析仪测硫原理
• 2.7.2 7890Ⅱ型GC-FPD分析原理
• 第三章 相转移催化氧化脱除模型化合物中噻吩的研究
• 3.1 引言
• 3.2 试验部分
• 3.2.1 试验仪器和试剂
• 3.2.2 反应实验装置图
• 3.2.3 模型化合物的配置
• 3.2.4 试验过程
• 3.2.5 检测方法
• 3.3 实验结果与讨论
• 3.3.1 反应时间对脱硫率的影响
• 3.3.2 反应温度对脱硫率的影响
• 3.3.3 季铵盐阳离子对脱硫率的影响
• 3.3.4 季铵盐阴离子对脱硫率的影响
• 3.3.5 催化剂对脱硫率的影响
• 3.3.6 氧化剂用量对脱硫率的影响
• 3.3.7 萃取剂对脱硫率的影响
• 3.3.8 萃取级数对脱硫率的影响
• 3.3.9 水洗次数对脱硫率的影响
• 3.3.10 萃取和氧化分别对脱硫率的贡献
• 3.4 分析
• 3.4.1 气相色谱分析
• 3.4.2 红外色谱分析
• 3.4.3 化学分析
• 3.5 相转移催化氧化脱硫机理
• 3.6 小结
• 第四章 杂多酸/相转移催化剂催化氧化脱除模型化合物中噻吩的研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验仪器及试剂
• 4.2.2 催化剂的制备
• 4.2.3 模型化合物的配制
• 4.2.4 检测方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 氧化反应时间对脱硫率的影响
• 4.3.2 反应温度对脱硫率的影响
• 4.3.3 氧化剂的用量对脱硫率的影响
• 4.3.4 催化剂对脱硫率的影响
• 4.3.5 催化剂用量对脱硫率的影响
• 4.3.6 催化剂的配比对脱硫率的影响
• 4.3.7 萃取剂对脱硫率的影响
• 4.4 分析
• 4.4.1 色谱分析
• 4.4.2 红外分析
• 4.4.3 化学分析
• 4.5 杂多酸/相转移催化剂催化氧化噻吩机理
• 4.6 小结
• 第五章 铁酸锌负载杂多酸催化氧化脱除模型化合物中噻吩的研究
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 实验仪器及试剂
• 5.2.2 催化剂的制备
• 5.2.3 模型化合物的配制
• 5.2.4 检测方法
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 反应时间对脱硫率的影响
• 5.3.2 反应温度对脱硫率的影响
• 5.3.3 氧化剂的用量对脱硫率的影响
• 5.3.4 催化剂用量对脱硫率的影响
• 5.3.5 负载量对脱硫率的影响
• 5.3.6 载体煅烧温度对脱硫率的影响
• 5.3.7 催化剂活化温度对脱硫率的影响
• 5.3.8 萃取剂对脱硫率的影响
• 5.4 分析
• 5.4.1 色谱分析
• 5.4.2 XRD分析
• 5.4.3 化学分析
• 5.5 小结
• 第六章 相转移催化氧化脱除FCC汽油中含硫化合物的研究
• 6.1 引言
• 6.2 实验部分
• 6.2.1 试验仪器和试剂
• 6.2.2 试验过程
• 6.2.3 检测方法
• 6.3 实验结果与讨论
• 6.3.1 杂多酸相转移催化氧化脱除FCC汽油中含硫化合物
• 6.3.2 有机酸相转移催化氧化脱除FCC汽油中含硫化合物
• 6.4 化学分析
• 6.5 小结
• 第七章 结论
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢