柴油脱氮吸附剂的研制

论文摘要

加氢脱硫是脱除柴油中硫化物的常用方法。研究发现,柴油中的氮化物会严重的抑制柴油加氢脱硫深度。国内外目前的研究结果初步表明,只要将柴油中的氮化物脱除90%以上,在原来常规加氢条件不变的情况下,可大幅度提高催化剂的加氢脱硫效果,可使柴油的硫含量低于30μg/g,甚至低于15μg/g。实验制备出对柴油中氮化物具有特殊吸附选择性能的脱氮吸附剂,主要有以下四种:制备不同Si/Al的新型介孔分子筛MCM-41;以NaY分子筛为基础组分,负载对柴油中的氮化物具有络合吸附作用的金属组分;以硅胶和氧化铝为载体,负载对氮化物有选择性吸附的金属组分;改性和优化不同材质的活性炭吸附材料。通过模型氮化物（喹啉、吲哚、咔唑）吸附脱氮实验,考察了脱氮吸附剂的吸附选择性。实验结果表明,硅胶和改性活性炭对模拟柴油中的碱性氮化物（喹啉）和非碱性氮化物（吲哚、咔唑）都有着较好的吸附脱除效果。通过对天津大港炼油厂的焦化柴油进行吸附脱氮实验,优选出吸附效果较好的吸附剂,进一步优化了吸附反应条件。实验结果表明,吸附温度为120℃时,通过连续固定床反应装置,Si/Al=20和Si/Al=60的MCM-41分子筛对柴油中的氮化物具有较好的吸附脱除作用,其平衡吸附量分别达到3.09g氮/100g吸附剂和3.21g氮/100g吸附剂;另外负载金属Ni的改性硅胶也有良好的吸附脱氮效果,其平衡吸附量为2.33 g氮/100g吸附剂。以醇类（乙醇、异丙醇等）和酮类（丙酮等）为再生剂进行再生实验,考察了优选吸附剂的再生效果,优选出再生效果良好的再生剂。实验结果表明,异丙醇和丙酮作为再生剂的再生效果较好,满足项目需求,这为今后脱氮吸附剂的工业应用提供了有力的依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 第二章 文献综述
• 2.1 吸附脱氮原理及吸附剂制备
• 2.1.1 吸附原理
• 2.1.2 常用吸附剂及其制备
• 2.1.3 吸附剂的性能要求
• 2.2 国内外吸附脱氮工艺研究进展
• 2.2.1 国外吸附脱氮工艺研究进展
• 2.2.2 国内吸附脱氮工艺研究进展
• 2.3 结论
• 第三章 实验部分
• 3.1 实验仪器
• 3.2 实验试剂与原料
• 3.3 研究目标和内容
• 3.3.1 研究目标
• 3.3.2 研究内容
• 3.3.3 技术路线
• 3.3.4 实验方案
• 3.4 实验基本原理
• 第四章 脱氮吸附剂对模拟柴油的脱氮效果研究
• 4.1 吸附剂对模拟柴油Ⅰ（喹啉）的脱氮效果研究
• 4.1.1 活性炭的吸附脱氮性能研究
• 4.1.2 NaY 分子筛的吸附脱氮性能研究
• 4.1.3 氧化铝的吸附脱氮性能研究
• 4.1.4 小结
• 4.2 吸附剂对模拟柴油Ⅱ（吲哚）的脱氮效果研究
• 4.2.1 活性炭的吸附脱氮性能研究
• 4.2.2 硅胶、氧化铝的吸附脱氮性能研究
• 4.3 吸附剂对模拟柴油Ⅲ（咔唑）的脱氮效果研究
• 4.3.1 活性炭的吸附脱氮性能研究
• 4.3.2 硅胶、氧化铝、碳分子筛的吸附脱氮性能研究
• 第五章 脱氮吸附剂对真实柴油的脱氮效果研究
• 5.1 改性活性炭的吸附脱氮性能研究
• 5.1.1 改性活性炭在间歇式吸附装置上吸附效果的考察
• 5.1.2 改性活性炭在连续固定床装置上对吸附效果的考察
• 5.1.3 改性活性炭吸附再生效果的考察
• 5.2 改性NaY 分子筛的吸附脱氮性能研究
• 5.2.1 改性NaY 分子筛在间歇式吸附装置上吸附效果的考察
• 5.2.2 改性NaY 分子筛在连续固定床吸附装置上吸附效果的考察
• 5.2.3 改性NaY 分子筛吸附再生效果的考察
• 5.3 改性硅胶、氧化铝的吸附脱氮性能研究
• 5.3.1 改性硅胶、氧化铝在间歇式吸附装置上吸附效果的考察
• 5.3.2 改性硅胶在连续固定床吸附装置上吸附效果的考察
• 5.3.3 改性硅胶吸附再生效果的考察
• 5.4 MCM-41分子筛的吸附脱氮性能研究
• 5.4.1 MCM-41 分子筛的制备
• 5.4.2 MCM-41 分子筛的表征
• 5.4.3 MCM-41 分子筛在间歇式吸附装置上吸附效果的考察
• 5.4.4 MCM-41 分子筛在连续固定床吸附装置上吸附效果的考察
• 5.4.5 MCM-41 分子筛吸附再生效果的考察
• 第六章 优选吸附剂及其吸附剂的再生实验研究
• 6.1 吸附剂的优选
• 6.2 吸附剂的再生实验研究
• 6.2.1 改性硅胶的再生效果研究
• 6.2.2 MCM-41 分子筛的再生效果研究
• 6.2.3 小结
• 第七章 结论与建议
• 7.1 结论
• 7.2 建议
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果
• 致谢