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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用目前,由于環(huán)境法規日益嚴格,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中,要求必須使用來(lái)源于超低硫或無(wú)硫燃料油的氫。盡管傳統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)對條件要求苛刻,如:高溫、高壓、氫環(huán)境以及貴金屬催化劑,設備投資和操作費用相對比較昂貴,且對于稠環(huán)噻吩類(lèi)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、投資費用少、無(wú)污染、適合于深度脫硫等優(yōu)點(diǎn),因此成為一項具有廣闊發(fā)展空間及應用前景的新技術(shù)。
活性炭氧化改性對脫硫率的影響按下列順序變化:濃硫酸>濃硝酸>過(guò)二硫酸銨>過(guò)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(guò)選擇催化氧化將柴油中的硫化物轉化成相應的風(fēng)后,再通過(guò)萃取(吸附),可以實(shí)現柴油的超深度脫硫,而油品性質(zhì)不發(fā)生改變[18~20]。另有研究結果表明,活性炭的中孔孔容和表面含氧基團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(zhù)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(kāi)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]運用加氫脫硫和兩段及附脫硫聯(lián)用的方法來(lái)脫除柴油中的硫化物。加氫脫硫所用的催化劑是將 Co、 Mo負載在由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(guò)程是首先使用的活性碳纖維對硫含量約為1200ug/g的柴油進(jìn)行預處理,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(guò)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(guò)程中,一段對柴油進(jìn)行預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吸附位的競爭。他們對活性炭和13X分子篩吸附脫除油中硫化物進(jìn)行比較,結果表明,在80℃、硫含量550ug/g 時(shí),活性炭對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,因反應速率很大,經(jīng)常被用來(lái)作為硝酸制造過(guò)程或排煙脫硝過(guò)程的基本反應。但是水蒸氣對該反應有明顯的毒害作用。金屬離子由低原子價(jià)向高原子價(jià)的氧化反應,有Fe2+、Sn2+、Ce2+、Pd、Hg+等。