改性SO42--MxOy型固體超強(qiáng)酸在模擬油品深度脫硫中應(yīng)用研究.pdf

1、燃料油中硫化物燃燒后產(chǎn)生硫的氧化物給生態(tài)環(huán)境帶來了嚴(yán)重的危害，針對(duì)這一現(xiàn)象，世界各主要國家和地區(qū)相繼頒布了日趨嚴(yán)格的油品含硫標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)新型高效的油品脫硫技術(shù)已勢在必行。SO42-/MxOy型固體超強(qiáng)酸幾乎對(duì)所有的酸催化反應(yīng)都具有良好的催化活性，而燃料油氧化脫硫是典型的酸催化反應(yīng)，因此將其用于燃料油氧化脫硫同樣具有技術(shù)可行性。
　　首先，本論文制備了SO42-/ZrO2固體超強(qiáng)酸催化劑，并通過添加過渡金屬氧化物對(duì)其進(jìn)行改性進(jìn)一步制備

2、了SO42-/ZrO2-WO3、SO42-/ZrO2-MoO3和SO42-/ZrO2-Cr2O3三種SO42-/MxOy型固體超強(qiáng)酸催化劑，然后使用傅里葉變換紅外光譜（FT-IR）、多晶粉末X射線衍射(XRD)、程序升溫脫附(NH3-TPD)、掃描電鏡(SEM)等方法對(duì)其進(jìn)行表征。結(jié)果表明:制備的四種SO42-/MxOy固體超強(qiáng)酸催化劑在1040-1080cm-1，1130-1150 cm-1和1200-1280cm-1范圍內(nèi)均出現(xiàn)相應(yīng)

3、的特征吸收峰，且SO42-/ZrO2-Cr2O3的特征峰最為尖銳，說明其具有最強(qiáng)的L酸性;SO42-/ZrO2-Cr2O3四方晶相ZrO2(t)含量最高;四種SO42-/MxOy固體超強(qiáng)酸催化劑的酸性強(qiáng)弱順序?yàn)?SO42-/ZrO2-Cr2O3＞SO42-/ZrO2-MoO3＞SO42-/ZrO2-WO3＞S O42-/ZrO2;制備的SO42-/MxOy型固體超強(qiáng)酸催化劑均具有疏松蜂巢狀表面的塊狀結(jié)構(gòu)。其次，將制備的四種SO42-/M

4、xOy型固體超強(qiáng)酸分別用于模擬油品氧化脫硫反應(yīng)，其中SO42-/ZrO2-Cr2O3固體超強(qiáng)酸催化效果最好。以催化活性最高的SO42-/ZrO2-Cr2O3固體超強(qiáng)酸作為催化劑，考察模擬油品氧化脫硫反應(yīng)中各反應(yīng)條件對(duì)DBT脫除率的影響。結(jié)果表明，氧化脫硫的優(yōu)化條件為:反應(yīng)溫度70C，反應(yīng)時(shí)間100min，氧化劑用量V(H2O2)∶V(oil)=1∶20，催化劑用量0.015g/mL油，此時(shí)模擬油品中DBT脫除率可達(dá)91.77％。最后，將

5、SO42-/ZrO2-Cr2O3固體超強(qiáng)酸作為催化劑用于模擬油品氧化-萃取耦合脫硫，優(yōu)化工藝條件并考察催化劑和萃取劑的循環(huán)使用性能。結(jié)果表明，模擬油品氧化-萃取耦合脫硫的優(yōu)化條件為:耦合脫硫溫度70C，耦合脫硫時(shí)間80min，氧化劑用量V(H2O2)∶V(oil)=3∶80，催化劑用量0.015g/mL油，萃取劑用量V(DMF)∶V(oil)=1∶1，此時(shí)模擬油品中DBT脫除率可達(dá)98.56％，相比于氧化、萃取兩步脫硫過程，氧化-萃取耦