芳烃深度脱硫剂的制备及性能研究

论文摘要

芳烃脱硫剂是一类用于深度脱除芳烃中含硫化合物的化学制剂。本文研究了新型芳烃脱硫剂的制备及其脱硫性能。本文首次采用含NaY分子筛的原位晶化微球CRM作为脱硫剂的主组分制备脱硫剂,并以金属例子M2+（M=Cu, Zn）作为改进剂,制备了两种脱硫剂,运用静态与动态脱硫实验考察其对二甲苯、海南中海油气有限公司海湾精细化工厂混合芳烃中硫化物的脱除效果。脱硫剂制备方法：将高岭土与水玻璃等其它助剂混合浆化,浆化夜经过喷雾造粒成型为中位径50-60um的微球,微球再经过高温焙烧后,采用水热晶化法制备出含40%NaY分子筛的晶化微球CRM,即CRM由40%NaY分子筛组分和60%的非分子筛组分组成。将CRM投入硝酸盐M（NO3）2的稀溶液中,进行Na+-M2+之间的离子交换,得到含金属M的微球,将该微球在氮气气氛下高温活化即得M-CRM脱硫剂。运用正交试验与单因素实验方法,得到CRM与硝酸铜溶液交换最佳条件为交换时间45min、溶液浓度0.15mol/L、液固比5、交换温度60℃,交换率达到98.5%；与硝酸锌溶液交换最佳条件为交换时间30min、溶液浓度0.09mol/L、液固比2,交换温度60℃,交换率达到92.0%。静态脱硫实验：将脱硫剂加入二甲苯（硫含量50mg/L）或混合芳烃（硫含量100mg/L）中,充分搅拌脱硫,考察脱硫率,确定脱硫剂Cu-CRM的最佳制备条件为：铜离子含量4.73%,氮气氛围450℃下活化4h；Zn-CRM最佳制备条件为：锌离子含量2.18%,氮气氛围下活化6h。Cu-CRM在二甲苯、混合芳烃中脱硫率分别达到85%、70.2%;Zn-CRM分别达到58.2%、38%。动态脱硫实验：将二甲苯或混合芳烃以一定流速通入装有脱硫剂的固定床反应器中,考察流出液中硫含量,计算脱硫剂破点容量。所制备Cu-CRM与Zn-CRM破点容量达到5.5mg/g,4.2mg/g。再生样容量为新样的80%左右,产品收率达85%以上所制备的微球脱硫剂除脱硫容量稍小于工业化要求的7.2 mg/g外,粒度、机械强度、稳定性等方面均符合工业化要求,具有良好的应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 文献综述
• 1.1 石油产品脱硫的背景与意义
• 1.2 石油产品中硫的主要存在形式及检测手段
• 1.2.1 石油产品中硫的主要存在形式
• 1.2.2 总硫含量的检测方法
• 1.3 石油产品脱硫工艺技术
• 1.3.1 加氢脱硫技术
• 1.3.2 酸碱精制技术
• 1.3.3 氧化脱硫技术
• 1.3.4 萃取脱硫技术
• 1.3.5 生物脱硫技术
• 1.3.6 络合脱硫技术
• 1.3.7 离子液体脱硫技术
• 1.3.8 膜分离脱硫技术
• 1.3.9 吸附脱硫技术
• 1.3.9.1 吸附脱硫技术概况
• 1.3.9.2 物理吸附脱硫技术
• 1.3.9.3 反应吸附脱硫技术
• 1.3.9.4 选择吸附脱硫技术
• 1.3.9.5 吸附脱硫工艺
• 1.3.10 吸附剂发展及概况
• 1.3.10.1 活性炭基脱硫剂
• 1.3.10.2 氧化铝基脱硫剂
• 1.3.10.3 分子筛基脱硫剂
• 1.3.11 吸附脱硫剂存在的问题
• 1.4 本论文选题与研究内容
• 第二章 实验部分
• 2.1 引言
• 2.2 实验器材
• 2.2.1 实验原料
• 2.2.2 主要试剂
• 2.2.3 主要仪器
• 2.3 含NaY分子筛晶化微球的制备
• 2.3.1 焙烧微球的制备
• 2.3.2 晶化微球的制备
• 2.4 脱硫剂制备
• 2.4.1 CRM、CAM基脱硫剂的制备
• 2.4.2 活性炭、氧化铝基脱硫剂的制备
• 2.5 脱硫剂性能评价
• 2.5.1 脱硫用芳烃
• 2.5.2 静态脱硫实验
• 2.5.3 动态脱硫实验
• 2.6 硫含量测定
• 2.7 CRM基脱硫剂再生研究
• 2.8 原料与脱硫剂表征
• 第三章 CRM离子交换条件考察
• 3.1 引言
• 3.2 金属离子交换率的测定方法
• 2+含量测定'>3.2.1 Cu²⁺含量测定
• 2+含量测定'>3.2.2 Zn²⁺含量测定
• 2+交换条件的确定'>3.3 CRM与Cu²⁺交换条件的确定
• 3.3.1 正交试验设计
• 3.3.2 单因素试验
• 2+交换条件的确定'>3.4 Zn²⁺交换条件的确定
• 3.4.1 正交试验设计
• 3.4.2 单因素试验
• 3.5 不同金属离子对交换率的影响
• 3.6 本章小结
• 第四章 脱硫剂静态吸附脱硫研究
• 4.1 引言
• 4.2 硫含量测定方法的建立及评价
• 4.2.1 实验条件的选择
• 4.2.2 标准曲线的绘制
• 4.2.3 硫标样测定及数据分析
• 4.2.4 液态石油产品硫含量测定及数据分析
• 4.3 Cu-CRM脱硫剂静态吸附脱硫实验
• 4.3.1 活化氛围对脱硫性能的影响
• 4.3.2 铜离子含量对Cu-CRM脱硫剂吸附脱硫性能的影响
• 4.3.3 活化温度对Cu-CRM脱硫剂吸附脱硫性能的影响
• 4.3.4 活化时间对Cu-CRM脱硫剂吸附脱硫性能的影响
• 4.3.5 Cu-CRM脱硫剂最佳制备条件的确定
• 4.3.6 吸附温度对Cu-CRM脱硫剂吸附脱硫性能的影响
• 4.3.7 油剂比对Cu-CRM脱硫剂吸附脱硫性能的影响
• 4.3.8 时间对Cu-CRM脱硫剂吸附脱硫性能的影响
• 4.3.9 Cu-CRM脱硫剂最佳脱硫条件的确定
• 4.4 Zn-CRM脱硫剂静态吸附脱硫研究
• 4.4.1 活化氛围对脱硫性能的影响
• 4.4.2 锌离子含量对Zn-CRM脱硫剂吸附脱硫性能的影响
• 4.4.3 活化温度对Zn-CRM脱硫剂吸附脱硫性能的影响
• 4.4.4 活化时间对Zn-CRM脱硫剂吸附脱硫性能的影响
• 4.4.5 Zn-CRM脱硫剂最佳制备条件的确定
• 4.4.6 吸附温度对Zn-CRM脱硫剂吸附脱硫性能的影响
• 4.4.7 油剂比对Zn-CRM脱硫剂吸附脱硫性能的影响
• 4.4.8 时间对Zn-CRM脱硫剂吸附脱硫性能的影响
• 4.5 Zn-CRM基脱硫剂最佳脱硫条件的确定
• 4.6 CAM、活性炭、氧化铝基脱硫剂静态吸附脱硫性能研究
• 4.6.1 脱硫条件的确定
• 4.6.2 CAM基脱硫剂的静态吸附脱硫性能研究
• 4.6.3 活性炭基脱硫剂的静态吸附脱硫性能研究
• 4.6.4 氧化铝基脱硫剂的静态吸附脱硫性能研究
• 4.7 各种脱硫剂静态脱硫性能比较
• 4.7.1 对A溶液静态脱硫性能比较
• 4.7.2 对B溶液静态脱硫性能比较
• 4.8 本章小结
• 第五章 脱硫剂动态吸附脱硫研究
• 5.1 引言
• 5.2 动态吸附脱硫实验条件的确定
• 5.3 CRM基脱硫剂动态吸附脱硫研究
• 5.4 CAM基脱硫剂动态吸附脱硫研究
• 5.5 活性炭基脱硫剂的动态吸附脱硫性能研究
• 5.6 氧化铝基脱硫剂的动态吸附脱硫性能研究
• 5.7 各种脱硫剂穿透硫容比较
• 5.7.1 A溶液动态脱硫性能比较
• 5.7.2 B溶液动态脱硫性能比较
• 5.8 脱硫剂的产品收率比较
• 5.9 本章小结
• 第六章 脱硫剂再生研究及表征
• 6.1 引言
• 6.2 CRM基脱硫剂再生研究
• 6.3 脱硫剂表征
• 6.3.1 粒度分析
• 6.3.2 机械强度分析
• 6.3.3 热分析
• 6.3.3.1 硝酸铜与硝酸锌晶体热分析
• 6.3.3.2 Cu-CRM与Zn-CRM热分析
• 6.3.4 物相分析
• 6.3.4.1 CAM与CRM物相分析
• 6.3.4.2 物相分析
• 6.4 本章小结
• 第七章 结论与建议
• 7.1 结论
• 7.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 作者读研期间科研情况