磷钼杂多化合物催化氧化萃取脱除燃料油中硫化物的研究

论文摘要

为了减少环境污染,提高燃油的使用效率,世界各国对燃料油中的硫含量制定了严格的规格限制,要求生产和使用环境友好型超低硫汽油和柴油。面对低硫含量燃料油标准,传统的加氢脱硫技术所需费用剧增,而且不能达到深度脱硫的目的,尤其对于汽油中的噻吩类硫化物,加氢脱硫几乎无法脱除,因此众多发达国家相继研发出一系列新的脱硫工艺,其中催化氧化脱硫法便是目前的研究的热点之一。本论文就催化氧化萃取法脱除燃料油中硫化物进行了如下研究：1)首次合成了五种磷钼酸季钱盐催化剂,并对中间产物离子液体和季铵盐催化剂结构表征,确定其结构。2)真实汽油其成分复杂,因此首先选择了模拟汽油（苯并噻吩的正辛烷溶液、硫含量1000ug/g）作为脱硫研究的对象,在实验中,考察五种季铵盐催化剂的活性及脱硫的各种影响因素,由实验得出：催化剂[HMIM]3PMo12040[1-己基-3-甲基咪唑磷钼酸铵盐]在催化氧化萃取脱硫体系下脱硫率最高,在工艺条件T（反应温度）=60℃,t（反应时间）=75min,（n（催化剂）/n（硫S）=0.04,n（双氧水H202）/n（硫S）=4,萃取剂量V=4mL,搅拌转速R=1000rpm下,脱硫率为75.3%；另外在催化氧化体系下,芳烃含量对脱硫率的影响不显著,高的烯烃含量对脱硫率的影响显著；对苯并噻吩的氧化产物苯并噻吩砜熔点测定,检测出晶体熔点范围为138.5-141.5℃。3）在模拟汽油的实验基础上,进行了FCC汽油脱硫实验,实验得出：催化剂[HMIM]3PMo12040仍然有很高的催化活性,真实汽油和模拟汽油的单因素脱硫趋势基本相同,表明模拟汽油模拟程度较高,由实验得出在工艺条件t（反应时间）=90min,T（反应温度）=60℃,（n（催化剂）/n（硫S）=0.04,n（双氧水H202）/n（硫S）=5,V（乙腈萃取剂量）=4mL,搅拌转速R=1100rpm下,FCC汽油脱硫率可达75.8%。4）考察催化剂[HMIM]3PMo12040的循环使用性能,实验结果显示：催化剂[HMIM]3PMo12040具有很好的循环使用性能,前四次的回收平均脱硫率高达74.9%；第五次以后脱硫活性降低,所以此催化剂可以回收重复利用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 燃料油中硫化物的危害及深度脱硫的必要性
• 1.1.1 含硫燃料油对燃料油油品的影响
• 1.1.2 燃烧对环境、发动机性能的影响
• 1.2 燃料油中硫化物的存在形式及其分布
• 1.3 世界各国对燃料油含硫量执行标志
• 1.4 燃料油的加氢脱硫技术
• 1.4.1 目前国外的加氢脱硫工艺
• 1.4.2 目前国内的加氢脱硫工艺
• 1.5 燃料油非加氢脱硫技术
• 1.6 杂多化合物简介
• 1.7 本课题研究内容
• 第二章 实验部分
• 2.1 实验药品及仪器
• 2.2 离子液体及催化剂的制备
• 2.2.1 离子液体的制备及表征
• 2.2.2 磷钼酸季铵盐催化剂的制备及其红外表征
• 2.3 FCC模拟汽油的配制
• 2.4 燃料油油品成分分析
• 2.4.1 辛烷值分析
• 2.4.2 烯烃含量分析
• 2.5 油品硫含量分析
• 2.5.1 模拟汽油硫含量测定
• 2.5.2 总硫含量测定
• 2.6 本章小结
• 第三章 催化氧化萃取脱除模拟汽油中苯并噻吩的研究
• 3.1 模拟汽油脱硫实验
• 3.2 催化剂、萃取剂对模拟燃料脱硫的影响及对氧化产物进行检测分析
• 3.2.1 不同的催化剂对模拟燃料油中硫化物氧化的影响
• 3.2.2 不同溶剂对氧化脱硫的影响
• 3.2.3 氧化产物分析
• 3.3 反应条件不同对硫化物脱除率的影响
• 3.3.1 反应温度对氧化脱除硫化物的影响
• 3.3.2 反应时间对氧化脱硫率的影响
• 3.3.3 催化剂用量对脱硫率的影响
• 3.3.4 氧化剂用量对脱硫率的影响
• 3.3.5 萃取剂量对氧化脱硫率的影响
• 3.3.6 搅拌转速对硫化物脱除率的影响
• 3.3.7 芳烃含量对硫化物脱除率的影响
• 3.3.8 烯烃含量对硫化物脱除率的影响
• 3.4 小结
• 第四章 催化氧化萃取FCC汽油中硫化物的研究
• 4.1 模拟汽油脱硫实验
• 4.2 不同的反应条件对FCC汽油脱硫率的影响
• 4.2.1 反应时间对FCC汽油脱硫率的影响
• 2O₂的用量对FCC汽油脱硫率的影响'>4.2.2 H₂O₂的用量对FCC汽油脱硫率的影响
• 4.2.3 催化剂的用量对FCC汽油脱硫率的影响
• 4.2.4 萃取剂用量对FCC汽油脱硫率的影响
• 4.2.5 反应温度对FCC汽油脱硫率的影响
• 4.2.6 搅拌转速对FCC汽油脱硫率的影响
• 4.2.7 催化氧化脱硫对FCC汽油辛烷值的影响
• 4.2.8 催化氧化脱硫对FCC汽油烯烃和芳烃组分的影响
• 4.3 催化剂的回收再利用
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论
• 5.1 结论
• 5.2 问题及建议
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的科研成果
• 致谢