介孔分子篩用于柴油吸附脫氮的基礎(chǔ)研究.pdf

1、柴油中的氮化物會影響柴油自身的使用性能,并造成環(huán)境污染,而且其對柴油中硫化物的加氫處理有嚴(yán)重的抑制作用。當(dāng)柴油中的硫含量低于100μg/g時(shí)氮化物的抑制作用更加顯著,難以生產(chǎn)超低硫的汽柴油。
　　 本文采用吸附的方式脫除柴油中的氮化物。自制了不同硅鋁比的MCM-41分子篩作為吸附劑,采用XRD、低溫N2吸附脫附實(shí)驗(yàn)對制得的分子篩進(jìn)行了表征。測定了分子篩對堿性氮化物喹啉和非堿性氮化物吲哚的平衡吸附量,確定了最佳的硅鋁比和吸附溫度。

2、實(shí)驗(yàn)測定了分子篩對喹啉和吲哚的吸附等溫線并對吸附等溫線進(jìn)行擬合,計(jì)算了相關(guān)的熱力學(xué)參數(shù)；測定了吸附的動(dòng)力學(xué)曲線并對動(dòng)力學(xué)曲線進(jìn)行了模擬,探討了吸附機(jī)理。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在分子篩中摻入Al可以增加分子篩對氮化物的平衡吸附量。隨著分子篩中Al含量增加,平衡吸附量呈現(xiàn)先高后低的規(guī)律。Si/Al=60的分子篩對喹啉的吸附效果最好,最佳的吸附溫度為120℃,其平衡吸附量可以達(dá)到42.22mgN/g吸附劑；Si/Al=40的分子篩對吲

3、哚的吸附效果最好,最佳的吸附溫度為60℃,其平衡吸附量可以達(dá)到25.85mgN/g吸附劑。
　　 Si/Al=60的分子篩對喹啉的吸附等溫線為Ⅱ型吸附等溫線。喹啉分子不但以單層吸附的方式吸附在分子篩上,還在分子篩的內(nèi)部產(chǎn)生了多分子層吸附或毛細(xì)凝聚。Si/Al為40分子篩對吲哚的吸附等溫線為Ⅰ型吸附等溫線。吲哚分子主要以平行的方式單層吸附在分子篩上。Freunlich吸附等溫式可以較好的模擬吸附過程。其參數(shù)n>1,表明吸附為優(yōu)惠吸

4、附。溫度升高,對喹啉的吸附有利,但對吲哚的吸附不利。
　　 計(jì)算了吸附反應(yīng)的表觀焓變△H,表觀熵變ΔS,表觀自由能變△G。結(jié)果表明分子篩對喹啉的吸附是一個(gè)放熱的,混亂度增加的,自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng),吸附以物理吸附為主。分子篩對吲哚的吸附是一個(gè)放熱的,混亂度降低的反應(yīng),吸附以化學(xué)吸附為主。
　　 吸附動(dòng)力學(xué)曲線表明,吸附過程的速率控制步驟隨著時(shí)間的增加,由外擴(kuò)散控制轉(zhuǎn)變?yōu)轭w粒擴(kuò)散控制。Pseudo擬二級動(dòng)力學(xué)方程可以較好地?cái)M合吸