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作者:鞏義市盛世凈水材料有限公司時(shí)間:2021-08-20 10:36:09

活性炭催化劑在柴油脫硫中的應(yīng)用目前,由于環(huán)境法規(guī)日益嚴(yán)格,柴油超深度脫硫已成為非常緊迫而急需解決的性研究課題;在氫源燃料電池系統(tǒng)中,要求必須使用來源于超低硫或無硫燃料油的氫。盡管傳統(tǒng)的加氫脫硫能非常有效地脫除大部分含硫化物,但是加氫脫硫技術(shù)對(duì)條件要求苛刻,如:高溫、高壓、氫環(huán)境以及貴金屬催化劑,設(shè)備投資和操作費(fèi)用相對(duì)比較昂貴,且對(duì)于稠環(huán)噻吩類硫化物(二苯并噻吩)及其衍生物的脫除比較困難。吸附脫硫是新的有效脫除 FCC柴油中硫化物的方法,具有操作簡(jiǎn)單、投資費(fèi)用少、無污染、適合于深度脫硫等優(yōu)點(diǎn),因此成為一項(xiàng)具有廣闊發(fā)展空間及應(yīng)用前景的新技術(shù)。
活性炭氧化改性對(duì)脫硫率的影響按下列順序變化:濃硫酸>濃硝酸>過二硫酸銨>過氧化氫(30%)>高錳酸鉀水溶液。在所考察的改性方法中,以硫酸(或硫酸組合其他方法)改性活性炭的脫硫效果佳,活性炭的流容量從改性前的0.0240克硫/克吸附劑提高到0.0529克硫/克吸附劑。對(duì)所究的加氫處理柴油,硫的脫除率從未改性活性炭的23.3%上升到硫酸改性活性炭的32.5%。此外,通過選擇催化氧化將柴油中的硫化物轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的風(fēng)后,再通過萃取(吸附),可以實(shí)現(xiàn)柴油的超深度脫硫,而油品性質(zhì)不發(fā)生改變[18~20]。另有研究結(jié)果表明,活性炭的中孔孔容和表面含氧基團(tuán)量的增加可以提高二苯并噻吩在改性活性炭上的吸附容量。
隨著科技的發(fā)展,加氫脫硫-非加氫脫硫(吸附脫硫)技術(shù)得以開發(fā),其中作加氫脫硫技術(shù)主要使用活性炭作為吸附劑。Sano等[21]運(yùn)用加氫脫硫和兩段及附脫硫聯(lián)用的方法來脫除柴油中的硫化物。加氫脫硫所用的催化劑是將 Co、 Mo負(fù)載在由SiO2和Al2Os組成的混合物上制備而成,吸附脫硫所用的吸附齊是活性碳纖維(ACF),在真空條件下110℃干燥2h,吸附溫度為30~70℃。該工藝過程是首先使用的活性碳纖維對(duì)硫含量約為1200ug/g的柴油進(jìn)行預(yù)處理,然后采用加氫脫硫除去大部分硫化物,可以使柴油中的硫含量降低到300ug/g以下,后通過活性碳纖維吸附劑,將加氫難以脫除的硫化物除去,進(jìn)而將柴油中的硫含量降低至10ug/g 以下。在該工藝過程中,一段對(duì)柴油進(jìn)行預(yù)處理所用的吸附劑是三段吸附脫硫使用后再生的活性碳纖維,脫硫劑的再生是采用甲苯等有機(jī)溶劑進(jìn)行的。
Bakr和 Salem[22,23]用5A分子篩、13X分子篩和活性炭吸附脫除餾分油中的硫化物。結(jié)果表明,13X分子篩的脫硫作用主要適用于硫含量低于50ug/ g的油,活性炭的脫硫作用主要適用于硫含量高于50pg/g的油,而5A分子篩不適于吸附脫除其中的含硫化合物。研究認(rèn)為13X 分子篩在較高硫含量的油中吸附效果不佳的原因是芳香族化合物和硫化物存在對(duì)吸附位的競(jìng)爭(zhēng)。他們對(duì)活性炭和13X分子篩吸附脫除油中硫化物進(jìn)行比較,結(jié)果表明,在80℃、硫含量550ug/g 時(shí),活性炭對(duì)硫化物的吸附能力是 13X 分子篩的3倍,而在20℃、硫含量50ug/g時(shí),13X分子篩對(duì)硫化物的吸附能力是活性炭的1.6倍。因此得出活性炭在溫度較高、硫化物濃度較高時(shí)較適用,而分子篩在環(huán)境溫度較低、硫化物濃度較低時(shí)較適用,活性炭和分子篩的兩段吸附法是脫除硫化物的新思路。
(2)一氧化氮的氧化[17]一氧化氮的氧化即使在常溫下也可以進(jìn)行,因反應(yīng)速率很大,經(jīng)常被用來作為硝酸制造過程或排煙脫硝過程的基本反應(yīng)。但是水蒸氣對(duì)該反應(yīng)有明顯的毒害作用。金屬離子由低原子價(jià)向高原子價(jià)的氧化反應(yīng),有Fe2+、Sn2+、Ce2+、Pd、Hg+等。