丝光沸石催化燃料油氧化深度脱硫及反应动力学.pdfVIP

第 26卷第 5期 化学反应工程与工艺 Vol26，NO5 2010年 1O月 ChemicalReactionEngineeringandTechnology Oct．2010 文章编号 ：1001～7631 (2010)05—0442—05 丝光沸石催化燃料油氧化深度脱硫及反应动力学 宋 华 王 登 李国忠 柳艳修 (东北石油大学化学化工学院，石油与天然气化工省重点实验室 ，黑龙江 大庆 163318) 摘要 ： 以噻吩／石浦醚模拟油为原料，丝光沸石为催化剂 ，研究 了双氧水催化氧化深度脱硫技术。考察了 催化剂及其用量、氧化剂用量 、反应温度和反应时间对脱硫效果的影响，以及氧化反应的动力学。在噻吩 ／石油醚模拟油 10mL、双氧水0．04mL、丝光沸石0．03g、氧化温度 6O℃的反应条件下 ，氧化 90min得 到的产物采用荆油比为 1的甲醇在室温下萃取 15min，噻吩／石油醚模拟油 中的噻吩含量由200mg／L降至 23．2mg／L，脱硫率可达到88．4 。噻吩氧化过程为二级反应 ，其反应活化能为 6290kJ／kg。 关键词： 双 氧水 ；氧化脱硫；丝光沸石 ；噻吩 ；动力学模型 中图分类号： TQ028；TE626．21 文献标识码 ：A 随着环保法规的 日益严格，汽油等燃料低硫化、清洁化已是大势所趋。传统的加氢脱硫技术研究 较成熟，但对于稠环噻吩类含硫化合物及其衍生物的脱除比较 困难L1]，要满足低硫或超低硫汽油的 要求，操作条件苛刻，代价高 。非加氢脱硫技术包括烷基化脱硫 、氧化脱硫 、络合沉淀脱硫、生物脱 硫、吸附脱硫及膜分离技术等。加氢脱硫活性较低的噻吩及其衍生物 由于具有较高的电子密度而表现 出较高的氧化脱硫活性[3]，因此，氧化脱硫与加氢脱硫在化学上具有互补性 ，是近年来 的研究热 点 4【]。氧化脱硫就是利用了硫 、氧两种元素性质上的差异 ，在硫化合物的硫原子上引入氧原子，使之 转化为极性强的亚砜或砜类化合物。噻吩较难氧化，在强氧化条件下，被催化氧化为极性强的砜类化 合物。氧化脱硫方法中一般 以H O。为氧化剂 ，而研究较多的催化剂为有机酸[5]、杂多酸 6【]、两性 化合物 ]及分子筛 [9-11]。其反应机理如下： … … 。 R R R II R … 。 … 。 R R R R ll O 分子筛催化剂具有选择性高 ，易于回收，无污染等优点而备受研究者的关注。其 中丝光沸石催化 剂比表面积高，具有与噻吩分子相当的临界直径 ，有望成为噻吩氧化脱硫的理想催化剂。本研究以双 氧水为氧化剂，丝光沸石为催化剂 ，甲醇为萃取剂 ，考察 了氧化条件对噻吩／石油醚催化氧化脱硫效 果的影响，并得到了其脱硫动力学方程。 1 实验方法 将噻吩 (纯度大于 99 ，比利时AcrosOrganic公司)溶解在石油醚 (沸程 9o~12o~C，沈阳市 收稿 日期 ：201o一08一I4；修订 日期 ：2010—09一10 作者简介 ：宋 华 (1963一)，女 ，教授 ，博士生导师。E—mail：songhua@nepu．edu．crl 第 26卷第 5期 宋 华等．丝光沸石催化燃料油氧化深度脱硫及反应动力学 443 华东试剂厂)中，配制成噻吩含量为 200mg／L的噻吩／石油醚模拟溶液作为原料 。称取 10mL原料 放入锥形瓶中，再加入一定量 H。O 及丝光沸石催化剂 (工业级，抚顺催化剂三厂)，在恒温磁力搅 拌下反应一定时间后 ，采用 甲醇作为萃取剂对氧化反应产物进行萃取分离。按剂油比 1：1加人萃