氧化脱硫技术研究

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本文研究了氧化脱硫技术,考察了不同因素对脱硫效果的影响,找出了适宜的脱硫条件,并对氧化脱硫过程的动力学模型进行了初步探索。以γ-Al2O3为载体,采用AgNO3溶液通过浸渍法制备了Ag/γ-Al2O3催化剂,并采用N2吸附比表面积(BET)、X射线衍射(XRD)、差热(DTA)-热重(TG)、扫描电镜手段对催化剂进行了表征。以噻吩/石油醚为模型化合物,以氧气为氧化剂,考察了Ag负载量、浸渍时间、焙烧温度对催化剂催化氧化脱硫性能的影响,确定了适宜的氧化、萃取条件,并研究了噻吩氧化脱硫反应动力学。结果表明:(1)当Ag负载量为18%,焙烧温度为550℃,浸渍时间为24h时Ag/γ-Al2O3催化剂具有良好的活性;(2)适宜的氧化条件为:模拟油用量20mL,氧化剂O2通入量200mL/min,Ag/γ-Al2O3催化剂用量0.12g,反应温度70℃的条件下,反应50min;(3)适宜的萃取条件为:采用无水甲醇为萃取剂,萃取温度20℃,萃取时间30min,剂油比为1:1。在此条件下,脱硫率达到98.1%,比未氧化直接萃取脱硫的脱硫率提高了49.0%,脱硫效果显著;(4)噻吩氧化脱硫过程符合一级反应,Arrhenius活化能Ea=10.52kJ/mol,指前因子A=0.044s-1,Arrhenius方程为: k’A=0.044exp[(-10.52)/RT].以SiO2为载体,采用Na2WO4溶液通过浸渍法制备了Na2WO4P2.5/SiO2催化剂,并采用XRD、扫描电镜手段对催化剂进行了表征。以噻吩/石油醚为模型化合物,以O2为氧化剂,考察了P与W的摩尔比、焙烧温度对催化剂催化性能的影响,确定了适宜的氧化、萃取条件,并研究了噻吩氧化脱硫反应动力学。结果表明:(1)当P与W的摩尔比为2.5,焙烧温度为600℃时Na2WO4P2.5/SiO2催化剂具有良好的活性;(2)适宜的氧化条件为:模拟油用量20mL,氧化剂O2通入量120mL/min,Na2WO4P2.5/SiO2催化剂用量0.12g,反应温度为60℃的条件下,反应40min,(3)适宜的萃取条件为:采用无水甲醇为萃取剂,萃取温度20℃,萃取时间10min,剂油比为1:1。在最佳条件下噻吩脱硫率可达96.6%。(4)噻吩氧化脱硫过程符合3/2级反应,Arrhenius活化能Ea=25.64kJ/mol,指前因子A=424.11s-1,Arrhenius方程为: k’A=424.11exp[(-25.64)/RT].。
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