活性炭基吸附劑柴油吸附脫硫性能評價及物化性質(zhì)表征.pdf

1、隨著人們環(huán)保意識的加強，柴油脫硫技術(shù)日益受到關(guān)注。目前降低柴油中硫含量的方法主要有加氫脫硫和非加氫脫硫。加氫脫硫技術(shù)要求高溫、高壓、氫環(huán)境以及貴金屬催化劑等苛刻條件，設(shè)備投資和操作費用相對比較昂貴，且對于稠環(huán)噻吩類硫化物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，具有操作簡單、投資費用少、無污染、適合于深度脫硫等優(yōu)點，它是一項具有廣闊發(fā)展空間及應(yīng)用前景的新技術(shù)。 本文以活性炭為載體，CuO、ZnO和

2、硝酸等為改性劑，采用等體積浸漬法制備了一系列吸附脫硫劑；采用靜態(tài)吸附法和固定床動態(tài)吸附法對脫硫劑的吸附性能進行評價。考察了活性炭的種類和粒度、金屬氧化物的負載量、焙燒溫度、焙燒時間、脫硫溫度、空速、油劑比等因素對脫硫劑吸附性能的影響，并對脫硫劑的硫容進行計算。篩選出了適宜的吸附脫硫和最佳吸附劑制備條件，并對脫硫劑進行再生研究和物化性質(zhì)表征分析，為吸附脫硫技術(shù)的工業(yè)化提供一定的理論依據(jù)。 研究結(jié)果表明，活性炭基吸附劑能夠有效地脫除

3、柴油中的含硫化合物。改性后活性炭的吸附脫硫性能要好于活性炭原樣(AC)；活性炭負載CuO(AC-A)的脫硫性能要好于負載ZnO(AC-B)，活性炭混合負載CuO/ZnO(AC-C)的脫硫性能與單獨負載CuO或ZnO相差不大；活性炭經(jīng)硝酸活化后再負載CuO(AC-N-A)的脫硫性能大大提高，其脫硫性能要好于直接負載CuO?；钚蕴控撦dCuO和ZnO主要脫除了柴油中二苯并噻吩及其衍生物。 表面酸堿性官能團測定結(jié)果表明，所制備的脫硫劑表

4、面堿性官能團含量大于表面酸性官能團含量，其表面酸量大?。篈C-N-A>AC-C>AC-A>AC-B>AC，表面堿量大?。篈C-C>AC-B>AC-A>AC-N-A>-AC。焙燒和硝酸活化對活性炭的比表面積、孔容和平均孔徑的影響不大，其最可幾孔徑主要集中在20-30A之間。差熱．熱重分析表明，硝酸鋅晶體與硝酸銅晶體受熱到350℃基本完全分解為CuO和ZnO，活性炭在200-550℃之間受熱穩(wěn)定。X射線衍射分析表明，脫硫劑AC-A在350℃

5、下焙燒出現(xiàn)了Cu<,2>O的衍射峰，這是C將部分CuO還原為Cu<,2>O<,1>；在500℃和700℃下焙燒出現(xiàn)了單質(zhì)Cu的衍射峰，這是C將部分Cu的氧化物還原為單質(zhì)Cu；吸附脫硫后AC-A中Cu<,2>O的衍射峰消失，這可能是Cu<,2>O參與了硫的脫除；脫硫劑AC-B中沒有發(fā)現(xiàn)Zn以任何物相存在的衍射峰，這說明活性組分均勻分散在活性炭表面。脫硫劑用于FCC柴油吸附脫硫評價結(jié)果表明，脫硫劑AC-A、AC-B、AC-C和AC-N-A的

6、吸附飽和硫容分別為0.587％、0.531％、0.596％和0.808％；脫硫劑用于模型化合物吸附脫硫評價結(jié)果表明，AC、AC-A、AC-B和AC-N-A對噻吩的吸附飽和硫容分別為0.261％、0.325％、0.298％和0.470％，對苯并噻吩的吸附飽和硫容分別為1.076％、1.354％、1.251％和1.826％，脫硫劑能夠選擇性吸附脫除苯并噻吩。所制備的脫硫劑吸附飽和硫容大?。篈C-N-A>AC-C>AC-A>AC-B>AC。

7、 靜態(tài)吸附脫硫評價結(jié)果表明，在CuO負載量為4.0％，ZnO負載量2.0％，油劑比1.0，浸泡時間2h，脫硫溫度80℃，脫硫劑AC-A、AC-B、AC-C和AC-N-A的最大脫硫率分別為45.27％、44.40％、45.76％和60.95％。固定床動態(tài)吸附脫硫評價結(jié)果表明，在CuO負載量為4.0％，ZnO負載量2.0％，焙燒溫度350℃，焙燒時間2.0h，脫硫溫度80℃，空速2.0h<'-1>，油劑比1.0時，脫硫劑AC-A、AC