CuCl负载型吸附剂的深度脱硫性能研究
固相法制备半焦负载铁酸锌脱硫剂的脱硫行为
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2017年第36卷第7期·2684·化 工 进展固相法制备半焦负载铁酸锌脱硫剂的脱硫行为苏子兵，武蒙蒙，贾磊，张帅国，米杰（太原理工大学煤科学与技术教育部与山西省重点实验室，山西 太原 030024）摘要：以改性半焦为载体，通过固相法合成了铁酸锌脱硫剂，并在固定床上硫化温度500℃下考察了焙烧温度、焙烧时间以及铁酸锌的含量对脱硫剂的结构及脱硫性能的影响。
实验结果表明最佳制备条件为铁酸锌含量为25%、焙烧温度为600℃、焙烧时间为2h ，此时脱硫剂穿透时间和硫容最大分别为10.5h 和8.58g/100g 。
采用X 射线衍射（XRD ）、氮吸附（BET ）、X 光电子能谱（XPS ）、扫描电子显微镜（SEM ）等方法对最佳制备条件的脱硫剂的新鲜样和硫化样的物相组成、孔结构、表面元素、外观形貌等进行表征。
结果显示改性半焦能够提高铁酸锌脱硫剂的比表面积和孔隙度，并且制备的铁酸锌粒径较小，避免了团聚现象。
另外SEM 结果显示铁酸锌呈球形颗粒均匀地分散在半焦表面，可以为硫化反应提供更大的反应面积和促进质量传递。
关键词：固定床；固相法；改性半焦；铁酸锌；硫化氢中图分类号：TQ02 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2017）07–2684–07 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2016-2192Preparation of zinc ferrite sorbent by mechanochemical method for theremoval of H 2S from hot coal gasSU Zibing ，WU Mengmeng ，JIA Lei ，ZHANG Shuaiguo ，MI Jie（Key Laboratory of Coal Science and Technology of Shanxi Province and Ministry of Education ，Taiyuan University ofTechnology ，Taiyuan 030024，Shanxi ，China ）Abstract ：Modified semi-coke supported zinc ferrite sorbents were synthesized by mechanochemical method. The desulfurization ability of the sorbent was evaluated using a fixed-bed reactor at 500℃. The effects of calcination temperature ，calcination time and zinc ferrite content of the sorbent on the structure and desulfurization performance were studied. The results showed that the optimum preparation conditions are as follows ：25% active component ，calcined for 2h at 600℃，and it’s breakthrough time and sulfur capacity are 10.5h and 8.58（g S/100g sorbent ）， respectively. The fresh and used desulfurizers were characterized by X-ray diffraction （XRD ），N 2 adsorption ，scanning electron microscopy (SEM) and X-ray photoelectron spectroscopy. The results indicated that the modified semi-coke can improve the specific surface area and porosity of the zinc ferrite desulfurizer ，and the prepared zinc ferrite particle size is smaller to avoid agglomeration. In addition ，the SEM results showed that the spherical particles of zinc ferrite are evenly distributed on the semi-coke surface ，which can provide a larger reaction area and promote mass transfer for the sulfidation. Key words ：fixed-bed ；mechanochemical method ；modified semi-coke ；zinc ferrite sorbent ；hydrogen sulfide当前，中国能源仍然是主要依靠煤炭资源，煤炭资源的消耗量占我国总资源消耗量的三分之二左右，并且约一半煤用于发电[1]。
制备条件对Ni—Co负载吸附剂脱硫性能的影响
第２ ４卷 第 ２期
２０ ０ ８年 ４ 月
化 学 反 应 工 程 与 工 艺
Ｃｈ ｍｉａ ａ ｔ ｎ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ ｎ ｃ ｎ ｌ ｇ ｅ ｃｌ Ｒｅ ｃ ｉ ｇｎ ｅ ｉ ｇ ａ ｄ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｏ
Ｖｏ ４ ｌ２ ．Ｎｏ ２
北石 化分公 司 ） 。
收 稿 日期 ：２０ —２２ ；修 订 日期 ：２ ０－３１ ０ ７１ —４ ０８０ —５
作 者 简 介 ：王 凌 云 （９ ２ ） １８ 一 。女 ，硕 士研 究 生 侯 凯湖 （９ ４ ） １５ 一 。男 ，教 授 ，博 士生 导 师 ，通 讯 联 系人 。Ｅ ｍ ｉ ｈ ｕ ｈｂ ｔｅｕｃ — ａｌ ：ｋ ｏ＠ ｅ ｕ．ｄ ．ｎ 基 金 项 目 ：河 北 省 教 育 厅 普 通 高 等 学 校 博 士 科 研 资 助 基金 项 目 （０ ４ ０ ） ２ ０ ５ ５ ，河 北 省 科 技 厅 科 技攻 关计 划 项 目 （ ７ １７ ０ ０２ ６ ３）
好 的吸 附性 能 ，是 近年 来 的研 究 热点 。Ｃ ｅ ｒｎ Ｒ ｓａｃ ｎ ｅｈ ｏｏ ｙ公 司［ 开发 的脱 硫 吸附 剂 ｈ ｖｏ ｅｅｒｈ ａ ｄ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ３
是将 氧化铝 、二 氧化 硅 、氢 氧化镁 以及 硅镁 土等 氧化物 载体 浸渍 在铜 或镍 溶 液 中制 得 ，可使 硫 的质 量 浓度降 至 ｌ／ ／ ￣ ｇ以下 ；张艳 维 等 以 ＳＯ。 ＡＩＯ 为 载 体 ，采 用 溶胶一 胶 法 制 备 了催 化 氧化 吸 附 ｇ ］ ｉ 和 ：。 凝
Ａｐｒ ２Leabharlann ． ００８ 文章 编 号 ：１０ －７ ３ （０ ８ ２ １ ４ ６ ０ １ ６ １ ２ ０ ）０ —０ ３ —０
柴油选择性吸附脱硫的机理及研究进展
样品 AC 5． 0% CuCl / AC 5． 0% PdCl2 / AC
w（ C） 80． 35 74． 79 73． 74
w（ H） 2． 37 2． 69 1． 82
w（ N） 0． 43 0． 44 0． 45
— 12 —
渍温度为 700 ℃ ，浸渍时间为 3 h，浸渍比为 0． 5。 2． 1． 2． 3 活性炭外观形状不同的影响
Enrique Vilarrasa-Garcia［16］等将颗粒状（ g） 和 粉末状（ p） 的 AC 分别浸渍在酸性 PdCl2 溶液中， 水洗至 pH = 6． 0，在氦气环境中进行干燥、焙烧。 经 BET 法 测 定，比 表 面 积 大 小 顺 序 为： PdCl2 / AC（ g） ﹥ PdCl2 / AC（ p） ； 对噻吩类硫化物的吸附能 力顺序： PdCl2 / AC（ p） ﹥ PdCl2 / AC（ g） 。AC（ p） 的 表面积比 AC（ g） 的小，但是 AC（ p） 更易与金属钯 或高价氧化态化合物结合，所以AC（ p） 上的吸附 活性位数目多，吸附能力最强。
活性炭吸附剂应用比较广泛，它对有机硫和 无机硫都有较好的脱除能力，但是对于复杂的噻 吩类有机硫的脱除仍存在选择性差、脱除率低等 缺点，对这类物质吸附机理的研究更有待于进一 步深入。 2． 2 分子筛催化吸附脱硫
分子筛的类型很多，不同类型的分子筛对同 一硫化物的脱除能力不同，所以选择合适的分子 筛作为吸附剂是脱除硫化物的关键。 2． 2． 1 分子筛
Mykola［12］等 用 离 子 交 换 法 将 Ni2 + ，Co2 + ， Ag + 分别负载到活性炭上，制得吸附脱硫剂 C-Ni， C-Co，C-Ag。实验结果见表 1。由表 1 可知： C-Ni 是较理想的吸附剂。
再生条件对载铜活性炭脱硫剂脱硫性能的影响
窘 玲 分 新
摘
要 ：本文所研 究的栽铜活性炭脱硫 剂是 用浸渍 法制成 的，所用原料为新疆 油田公 司的天然气，主要 是研 究再 生条件 对载铜活性炭脱硫 剂脱
硫 性 能 的 影 响 。 实验 的 再 生 条 件 是 蒸 汽 流 量 ５ ０ ｍｌ ／ ｍｉ ｎ，吹 扫 温度 ２ ０ ０ ０ Ｃ，吹 扫 时 间 ４ ｈ 。 实验 证 明 再 生 活 性 炭 脱 硫 荆 的 再 生 能 力很 强 ，可 以 多 次进 行 ，
３ ． 蒸 汽流 量的控 制 在 确定 再生 温度 和 再生 时间 后 ，观察 蒸汽 流量 对载 铜活 性炭 脱 硫 剂脱硫 效果 的影 响 。当蒸 汽 流量不 断增 加 时 ，穿透 时间 呈现 出先 增加
、
实 验 阶 段
・
１ ． 载铜 活性 炭脱硫 剂的 性能 这 里所提 到 的性 能是 指载铜 活性 炭脱硫 剂 的物理 特性 和化 学性 能 ， 下面 以表格 的形 式展 示
中有 ５次脱 硫再 生的 反复 循环 实验 ，控 制脱 硫温 度 和再 生温 度 ，利用 微 库仑 定硫仪 测得 出 口 Ｈ ２ Ｓ含 量为 ５ ｍ ｇ ／ ｍ ｓ 时 ，用 Ｎ 吹扫反 应器 ，增
加容 器 内的温度 ，做好 再生的准备 。再生 过程 中，当所 测的 Ｈ ｓ含量为 ２ ０ ｍｇ ／ ｍ 时 ，结束再生 ，再用 Ｎ 吹扫反应 器至 冷却 ，然后循环进行 。
２０
吞 １ ３ 臻 年月 ６ 月
Ｃ ｈ 中 ｉ ｎ ａ 国 Ｃ 化 ｈ ｅ ｍ 工 ｉ ｃ ａ 贸 ｌ Ｔ 易 ｒ ａ ｄ ｅ
再生条件对载铜活性炭脱硫剂脱硫 性能的影响
刘晓群
（ 新疆 克拉 玛依 金叶化 工有 限责任公 司 。新疆 克拉玛依 ８ ３ ４ ０ ０ ０）
高效脱除液化石油气中2-氯丁烷吸附剂的研究
高效脱除液化石油气中2-氯丁烷吸附剂的研究周广林;崔丹丹;王晓胜;赵恒【摘要】以铜为活性组分，以硅藻土、活性氧化铝、活性炭和13X 分子筛为载体，采用等体积浸渍法制备了一系列脱氯吸附剂，用于液化石油气中2-氯丁烷的脱除。
在固定床反应器上研究了空速和吸附温度对吸附过程的影响，并考察了吸附剂的再生效果。
实验结果表明：负载铜的13X 分子筛具有最好的吸附效果，其吸附容量可达5.0%，降低液化石油气空速有利于提高吸附容量，升高吸附温度对吸附脱氯不利，且会降低吸附剂吸附容量。
采用空气高温加热法对制备的吸附剂进行再生，多次反应再生循环实验结果证明吸附剂再生效果良好。
%A series of dechlorination adsorbents for removing 2-chlorobutane from liquefied petroleum gas (LPG) were prepared via incipient impregnation methodwith diatomite, activated alumina, activated carbon and 13X zeolite as supports. The effects of space velocity and temperature on the adsorption process and the regenerability of the adsorbents were studied in the fixed-bed reactor. Results showed that 13X zeolite supported copper had the best adsorption capacity, which was up to 5.0%, meanwhile, reducing space velocity was conductive to improving adsorption capacity, and elevated adsorption temperature was unfavorable for increasing adsorption capacity. The adsorbent could be regenerated by heating at high temperature, and multiple reaction regeneration cycles experimental results showed that the effects of adsorbent regeneration were good.【期刊名称】《天然气化工》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】5页(P35-38,51)【关键词】液化石油气;LPG;2-氯丁烷;吸附;13X 分子筛;载铜【作者】周广林;崔丹丹;王晓胜;赵恒【作者单位】中国石油大学北京新能源研究院，北京 102249;中国石油大学北京新能源研究院，北京 102249;中国石油大学北京新能源研究院，北京 102249;中国石油大学北京新能源研究院，北京 102249【正文语种】中文【中图分类】TQ028.15液化石油气作为炼厂气分馏和石脑油裂解的产物，在生产过程中会引入微量(10mg/L～200mg/L)有机氯化物杂质，例如氯代甲烷、二氯甲烷、二氯乙烷、三氯甲烷等。
《超深度脱除焦炉煤气中噻吩吸附剂的制备及其脱硫机理研究》范文
《超深度脱除焦炉煤气中噻吩吸附剂的制备及其脱硫机理研究》篇一一、引言焦炉煤气是一种重要的能源气体，在工业生产和日常生活中有着广泛的应用。
然而，焦炉煤气中含有的噻吩等含硫化合物对环境和设备都会造成严重的污染和腐蚀。
因此，超深度脱除焦炉煤气中的噻吩成为了重要的研究课题。
本文旨在研究制备一种高效的噻吩吸附剂，并探讨其脱硫机理，为焦炉煤气的净化提供理论依据和实验支持。
二、文献综述近年来，针对焦炉煤气中噻吩的脱除，研究者们已经进行了大量的研究。
传统的脱硫方法主要包括物理吸附、化学吸收和催化氧化等。
然而，这些方法往往存在吸附剂效率低、再生困难、环境污染等问题。
因此，开发一种高效、环保的噻吩吸附剂成为了研究的热点。
目前，已有研究者通过制备复合材料、改性传统吸附剂等方法，提高了吸附剂的脱硫性能。
三、实验部分（一）实验材料与设备本实验所需的主要材料包括：载体材料、活性组分、助剂等。
实验设备包括：搅拌器、干燥机、焙烧炉、反应器等。
（二）实验方法1. 吸附剂的制备：将载体材料、活性组分和助剂按照一定比例混合，经过搅拌、干燥、焙烧等工艺步骤，制备出噻吩吸附剂。
2. 脱硫性能测试：在固定床反应器中，以焦炉煤气为原料，对制备的吸附剂进行脱硫性能测试。
通过分析脱硫前后的焦炉煤气中噻吩含量，评价吸附剂的脱硫效果。
3. 脱硫机理研究：通过XRD、SEM、FT-IR等手段，对吸附剂进行表征分析，探讨其脱硫机理。
四、结果与讨论（一）吸附剂的制备结果通过优化制备工艺，成功制备出了一种高效的噻吩吸附剂。
该吸附剂具有较大的比表面积和良好的孔结构，为噻吩的吸附提供了良好的条件。
（二）脱硫性能分析实验结果表明，该吸附剂具有优异的脱硫性能。
在一定的温度和压力下，该吸附剂对噻吩的吸附效率达到了较高的水平。
与传统的脱硫方法相比，该吸附剂具有更高的脱硫效率和更低的再生能耗。
（三）脱硫机理探讨通过XRD、SEM、FT-IR等表征手段，发现该吸附剂中的活性组分与噻吩之间发生了化学反应。
吸附脱硫过程机理研究
且 D = Da + Dv 为求解方便 , 将浓度 C 通过吸附相浓度 q 表示 , 则有 : 9C ( 9C ) 9q 9C 9 T = ・ +( )q 9t 9q T 9t 9T 9t 并将 算子在球坐标系中展开得 : 9C ) 9q 9C ) 9 T [1 + ( ]・ + ( ・ 9q T 9t 9t q 9t D 9 2 9q ( 8) ( δ9T) = 2 ・γ γ γ+ 9 γ 9 γ 9 2 定温条件下模型简化及求解 式 ( 8) 在定温条件下对于球形吸附剂可简化为 : 9c 9q D 9 γ 2 9q ( 9) ( ) 1+ ( ) T ・ = 2・ γ・ γ 9q 9t γ 9 9 ( 10) 初始条件 : t = 0 , q = q0 9q 边界条件 :γ = 0 , γ 9 9q γ= γ 0 , D・ γ γ γ = 0 9 Δ
时间 tjme ( s) 图2 SO2 吸附过程模拟值与实验值的比较 表1 吸附剂的特性
体积密度 (g/ cm3 ) 总孔隙率 大孔隙率 微孔隙率 比表面积 (m2/ g)
117 0121 0116 0105 10313
( 13) ( 14) ( 15)
|
= η =0
0
+ H・ w | η= 1
qV m d
ε M a
)]
1 } 2
( 2)
式中 : M — — — 吸附质的分子量 ; V md — — — 吸附相的摩尔体积 m 3 / mol ;
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高湿度条件下铜系负载型催化剂催化燃烧VOCs的研究的开题报告
高湿度条件下铜系负载型催化剂催化燃烧VOCs的研究的
开题报告
题目：高湿度条件下铜系负载型催化剂催化燃烧VOCs的研究
背景：
挥发性有机物（VOCs）是工业生产和日常生活中难以避免的废气污染物之一，
对环境和人体健康产生影响。
在处理VOCs废气时，常常采用催化氧化技术，其效率
和节能性明显优于传统的治理方法。
但在高湿度环境下，VOCs的催化氧化过程会受到水汽的干扰，导致催化效率下降甚至失效。
因此，提高催化剂对高湿度VOCs的催化
能力，成为当前研究的热点和难点。
研究目的：
本研究旨在探究制备一种高湿度条件下适用的铜系负载型催化剂，提高VOCs的催化氧化效率，为实现VOCs废气的高效处理提供技术支持。
研究内容：
1.文献综述：对现有铜系催化剂在高湿度环境下的应用状况进行综述分析，总结其存在的问题与不足。
2.催化剂制备：采用沉淀共沉淀法制备铜系负载型催化剂，通过XRD、SEM、BET等手段对其结构和性质进行表征。
3.高湿度催化氧化实验：构建高湿度条件下的VOCs催化氧化实验平台，对各种
条件下的催化反应进行动力学研究，探究不同催化条件对反应性能的影响。
4.机理研究：通过各种实验手段，揭示铜系催化剂在高湿度环境下的反应机理和催化作用规律。
预期成果：
本研究将得到一种适用于高湿度条件下的铜系负载型催化剂，其在VOCs废气催化氧化方面具有较高的效率和稳定性。
同时，还将对高湿度环境下VOCs的催化氧化
机理和反应动力学规律有较深刻的认识，为优化催化剂设计和工艺方案提供科学依据。
新型碳基材料脱硫吸附剂的制备及研究
剂 ，取样 。采用ｗ 一 Ｄ Ｋ ２ 型微 库仑 综合 分析 仪 来测 定
总硫含量 。
动 态吸 附 ：将一 定量制 备好 的吸 附剂装 入 固定 床反应器 中，床 层高径 比为５ 。常温 常压下 ，由高位
槽将 油 品 自上 而下 通入 反应 器 内 ，空 速 为３ Ｏ ～ ．ｈ 。
作者简 介 ： 菊燕（ ９６ ， 广 东云浮人 ， 东电网公 温 １７ 一）女， 广
司云 浮供 电局 电气 助理 工程 师 ， 究 方 向 ： 度 自 化 。 研 调 动
究与 实现
２０ ，５ ０ ３（ ｌ
武汉理 工大学学报 （ 交通科 学与工程 版 ） ，
（ 责任编 辑 ： 书柏） 王
关键词 ： 附脱硫 ； 附剂 ； 吸 吸 改性 ； 脱硫性 能 ； 壳炭 吸附速 率曲线 ；活性炭动 态吸 附曲线 椰
中图分 类号 ： ０ Ｘ７ ３ 文献标识码 ： Ａ 文章编 号 ：１０ — ３ ４（ ０ ２） ９ ０ １— ３ ０９ ２７ ２１ １— ０６ ０
近年 来汽 车尾 气带 来 的污 染成 为人 们关注 的重
发 生氧化 反应 （ Ｉ一 Ｉ ＋ ｅ ３ 一 ２ ）， 以补 充 由二 氧化硫 ａ －
图 ３ 不 同温 度 下 活 性 炭 吸 附性 能 曲线
由图３ 看 出 ，随着 温 度 的升 高 ，脱硫 率 和 吸 可 附量 逐渐 降低 ，说 明噻吩 在活性 炭上 的吸 附是一个
放 热过程 ，高温 对 于噻吩 的吸 附是不利 的。从实 际 应用 的可 操作性 考虑 ，活性 炭吸 附脱硫 的适 宜温度
应 为２ ￣ ０ Ｃ或室温 。
由图６ 看 出 ，硝 化 后 的Ｄ ０ 树 脂 对模 拟 汽 油 可 ２１ 中 的噻 吩 吸 附量 可 达 到０ ５ ／ 左 右 ，计 算 知 脱硫 ．ｇ ｇ
吸附法燃油超深度脱硫的研究进展
吸附法燃油超深度脱硫的研究进展张伟;李鑫;童靖予;胡雨;李翠清【期刊名称】《石油化工》【年(卷),期】2016(045)011【摘要】传统的加氢脱硫工艺能耗高且难以超深度脱硫,而吸附脱硫成本相对较低,可超深度脱硫.综述了吸附法燃油超深度脱硫的研究进展.吸附脱硫技术分为物理吸附脱硫和反应吸附脱硫.物理吸附脱硫技术存在的关键问题是,燃油中相对大量的芳烃和烯烃等组分会与有机硫化物形成强烈的竞争吸附,导致吸附剂脱硫选择性及脱硫量较低;反应吸附脱硫技术由于在吸附剂表面将有机硫转化成了其他形式的更易吸附的硫化物,然后再吸附脱除,因而吸附脱硫选择性较高.目前,还原型反应吸附脱硫技术S-Zorb工艺已投产,而近年来发展迅速的氧化型反应吸附脱硫技术由于可在常温常压下进行,且不消耗氢气,极具应用前景.【总页数】7页(P1396-1402)【作者】张伟;李鑫;童靖予;胡雨;李翠清【作者单位】北京石油化工学院化学工程学院,北京102617;北京石油化工学院化学工程学院,北京102617;北京化工大学化学工程学院,北京100029;北京石油化工学院化学工程学院,北京102617;北京石油化工学院化学工程学院,北京102617;北京石油化工学院化学工程学院,北京102617【正文语种】中文【中图分类】TQ028.3【相关文献】1.液相吸附法燃油深度脱硫机理的研究进展 [J], 王清清;吴素芳2.用Dawson型聚氧钨酸乳液催化氧化燃油超深度脱硫 [J], 张永娜;王璐;张玉良;蒋宗轩;李灿3.特征化学反应增强的吸附法燃油深度脱硫 [J], 王瑞聪;付轶;周理4.Keggin结构杂多酸盐的合成、表征及催化燃油超深度脱硫 [J], 刘日嘉;王睿;Korchak Vladimir5.Keggin结构磷钼钨杂多酸的合成及其催化氧化燃油超深度脱硫的研究 [J], 范铭晨;马校彬;刘树;汪月;刘华彦因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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第２Ｏ卷第６期 ２００６年ｌ２月 高校化学工程学报
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆＣｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｏｆＣｈｉｎｅｓｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｉｅｓ ＮＯ．６、，０ｌ ２Ｏ
Ｄｅｃ． ２００６
文章编号：１００３－９０１５（２００６）０６－１００１－０４
ＣｕＣ！负载型吸附剂的深度脱硫性能研究
岳军，刘晓勤，姚虎卿 （南京工业大学化学化工学院， 江苏南京２１０００９）
摘要：采用浸渍法制各了活性氧化铝（丫－ＡＩ２Ｏ，）、硅胶（ｓｉｏ２）和改性活性炭（记为ＡＣ－Ｈ２０２）负载ＣｕＣＩ的脱硫吸附剂。 通过常温常压下吸附剂在噻吩溶液中的静态吸附实验评价其深度脱硫性能。结果表明：极性或酸性的吸附剂表面有利 于吸附噻吩；ＣｕＣＩ在７－ＡＩ￣Ｏ３、ＡＣ－Ｈ２０２和ＳｉＯ２上的最优负载量分别为０．４ ｍｇ・ｍ～、Ｏ．５ ｍｇ—ｍ 和０．２１ ｍｇ．ｍ～，对应吸 附剂的硫吸附量分别为９ ７×１０ ｍｇ．ｍ～、６．２ｘ１０ ｍｇ・ｍ 和２．９×１０ ｍｇ・ｍ ；吸附剂制各过程中添加少量稀土化合物 ＣｅＯ２可以使ＣｕＣＩ／７－Ａ１２Ｏ３的脱硫率提高１７．５％。 关键词：氯化亚铜；氧化铝：硅胶；活性炭：噻吩；稀土；吸附 中图分类号；ＴＱ ０２８．１５：ＴＥ６２４．５５ 文献标识码；Ａ
Ｄｅｅｐ Ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ＣｕＣｌ Ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ Ａｄｓｏｒｂｅｎｔｓ ＹＵＥ Ｊｕｎ，ＬＩＵ Ｘｉａｏ－ｑｉｎ，ＹＡＯ Ｈｕ－ｑｉｎｇ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎａｎｊ ｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊ ｉｎｇ ２ １ ０００９，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ａｄｓｏｒｂｅｎｔｓ ｆｏｒ ｄｅｅｐ ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｆｕｅｌ ｏｉｌ ｗｅｒｅ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｂｙ ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ＣｕＣＩ ｏｎ ａｌｕｍｉｎａ（７－Ａ１２０３），ｓｉｌｉｃａ ｇｅｌ（Ｓｉ０２）ａｎｄ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｃａｒｂｏｎ（ＡＣ－Ｈ２０２），ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｆ ｓｕｌｆｕｒ ｃｏｍｐｏｕｎｄ，ｔｈｉｏｐｈｅｎｅ，ｉｎ ａｎ ｏｒｇａｎｉｃ ｍｏｄｅｌ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｆｏｒ ｇａｓｏｌｉｎｅ（ｉｓｏｏｃｔａｎｅ ｗｉｔｈ ０．５ ｍｍｏｌ・Ｌ ｔｈｉｏｐｈｅｎｅ） ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ ｂｙ ａ ｂａｔｃｈ ｍｅｔｈｏｄ ｕｎｄｅｒ ａｍｂｉｅｎｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｓｕｌｆｕｒ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｎ ｐｏｒｏｕｓ ｍａｔｅｒｉａｌｓ， ｓｕｃｈ ａｓ Ｔ－ＡＩ２０３．ＳｉＯ２ ａｎｄ ＡＣ－Ｈ２０２，ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｄｓｏｒｂｅｎｔｓ ｗｉｔｈ ｐｏｌａｒ ａｎｄ ａｃｉｄ ｓｕｒｆａｃｅｓ ａｒｅ ｐｒｅｆｅｒａｂｌｅ ｆｏｒ
ｓｕｌｆｕｒ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ．Ｔｈｒｏｕｇｈ ｃｏｍｐａｒｉｎｇ ｔｈｅ ａｍｏｕｎｔｓ ｏｆ ｓｕｌｆｕｒ ａｄｓｏｒｂｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ａｄｓｏｒｂｅｎｔｓ ｗｉｔｈ ｖａｒｉｏｕｓ ＣｕＣＩ－ｌｏａｄｉｎｇ ａｍｏｕｎｔｓ，ｔｈｅ ｓｕｉｔａｂｌｅ ＣｕＣＩ－ｌｏａｄｉｎｇ ａｍｏｕｎｔｓ ｆｏｒ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｓｕｐｐｏｒｔｓ ｗｅｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ．Ａｓ ｓｕｌｆｕｒ ａｄｓｏｒｂｅｎｔ，ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ＣｕＣＩ－ｌｏａｄｉｎｇ ａｍｏｕｎｔｓ ｆｏｕｎｄ ｆｏｒ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｓｕｐｐｏｒｔｓ，ｓｕｃｈ ａｓ ｔｈｅ Ｔ－ＡＩ２０３，ＳｉＯ２ ａｎｄ ＡＣ－Ｈ２０２ ａｒｅ ０．４ ｍｇ・ｍ～，０．２１ ｍｇ‘ｍ ａｎｄ ０．５ ｍｇ・ｍ～，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｓｕｌｆｕｒ ａｄｓｏｒｐｔｉｖｅ ｃａｐａｃｉｔｉｅｓ ａｒｅ ９．７×１０～ｍｇ．ｍ～．２．９￣１０～ｍｇ－ｍ一 ａｎｄ ６．２￣１０ ｍｇ．ｍ～．Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ａｌｓｏ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ａｄｄｉｎｇ ａ ｌｉｔｔｌｅ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｒａｒｅ ｅａｒｔｈ ｃｏｍｐｏｕｎｄ ＣｅＯ２ ｏｎｔｏ ｔｈｅ ＣｕＣＩ／７－Ａ１２０３ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ａｄｓｏｒｂｅｎｔ，ｔｈｅ ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ ａｂｉｌｉｔｙ ｏｆｔｈｅ ａｄｓｏｒｂｅｎｔ ｐｒｅｐａｒｅｄ Ｃａｎ ｂｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ａｂｏｕｔ １ ７．５％． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｃｕｐｒｏｕｓ ｃｈｌｏｒｉｄｅ； ａｌｕｍｉｎａ； ｓｉｌｉｃａ ｇｅｌ； ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｃａｒｂｏｎ；ｔｈｉｏｐｈｅｎｅ； ｒａｒｅ ｅａｒｔｈ； ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ
ｌ 引 言 加氢脱硫是目前普遍采用的燃料油脱硫方法，但需要高温高压和大量氢气，并很难达到深度脱硫。 选择性吸附脱硫作为一种新的深度脱硫技术受到关注川。Ｙａｎｇ等 用离子交换法制各Ｃｕ Ｙ等吸附剂，基 于ｌｆ『＿络合吸附的原理选择性吸附噻吩类有机硫化物，以低能耗的吸附分离法常温常压即可达到燃料油深 度脱硫的目的。设想以高比表面的载体负载ＣｕＣＩ，可能也会有很好的选择性吸附脱硫性能。本文制备了 ＣｕＣＩ负载型吸附剂，考察了吸附剂载体、ＣｕＣＩ负载量和添加稀土化合物对吸附脱硫性能的影响。
收稿日期 ２００５－１０－１ｌ：修订日期｝２００６－０３－０３。 作者简介：岳军（１９７９－）．男．江苏无锡人．南京工业大学硕士生．通讯联系人ｌ刘晓勤，Ｅ—ｍａｌｌ：Ｌｉｕｘｑ＠，ｊｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎ
维普资讯 http://www.cqvip.com 高校化学工程学报 ２００６年ｌ２月 ２实验部分 ２．Ｉ试剂和原料 二水合氯化铜：分析纯，上海试剂四厂；六水合硝酸铈：分析纯，国药集团化学试剂有限公司；噻
吩：＞９９％，美国ＡＣＲＯＳ公司；异辛烷：分析纯，北京化学试剂厂；１，一Ａ１２Ｏ３：球状，姜堰化工助剂厂； 硅胶：粉状，上海爱建试剂厂：活性炭（记为Ａｃ）：粉状，煤质，武汉活性炭厂。 ２．２汽油模型溶液配制 按一定比例配成噻吩的异辛烷溶液并稀释浓度至０．５ ｍｍｏ１．Ｌ （即２３ ｍｇＳ・ｋｇ～，记为ＭＳ），使用前用 ３Ａ分子筛预处理。ＭＳ溶液在２２８ ｎｍ处紫外吸光度为２．７３。 ２．３吸附剂制备和表征 为了考察ＡＣ表面性质对吸附性能的影响，对ＡＣ进行了氧化处理：用浓盐酸溶液浸泡后１２０＂Ｃ烘干， 再以１５％Ｈ２Ｏ２溶液于８０＂Ｃ处理３ ｈ，清洗后烘干，记为ＡＣ—Ｈ２Ｏ２。吸附剂用浸渍法制各：将１，一Ａ１２Ｏ３， ＳｉＯ２和ＡＣ．Ｈ２Ｏ２研磨至１８０目，分别用ＣｕＣ１２・２Ｈ２Ｏ溶液等体积浸渍４８ ｈ后干燥，最后在氦气氛中４００ ℃活化３ ｈ，使Ｃｕ２＋还原至ｃｕ 。 吸附剂的ＢＥＴ比表面积在ＡＳＡＰ２０１０型自动吸附仪（美国Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ公司生产）上测定。ＸＲＤ分 析在德国ＢＲＵＫＥＲ公司的Ｄ８ Ａｄｖａｎｃｅ Ｘ射线粉末衍射仪上 进行，主要测试条件：ＣｕＫ￣ｔ射线，Ｎｉ滤波片，Ｘ光管工作 电压为４０ ｋＶ，扫描速度０．５￣．ｍｉｎ～，相定量分析用ＮａＣ１做内 标物。 ２．４吸附脱硫性能评价 采用静态吸附实验评价：常温常压下，将１ ｇ吸附剂与 ２５ ｍＬ ＭＳ溶液混合，不断磁力搅拌消除外扩散，处理４ ｈ， 温度由恒温水浴控制。图１为ＭＳ溶液中噻吩的紫外吸收光 谱，以２２８ ｎｍ处吸光度对硫浓度作标准曲线，用外标准曲线 法定量分析溶液中硫浓度，在ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ公司生产的Ｌａｍｂｄａ ３５可见一紫外吸收光谱仪上测定，扫描范围２００－－４００ ｎｍ。
３结果与讨论 ３．１多孔载体吸附脱硫性能 吸附剂比表面积测定结果如表ｌ所示。 为了从表面化学的角度考察吸附剂的性能， 本文中硫吸附量都以单位面积吸附剂为基
Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ／ｎｍ 图１ ＭＳ溶液中噻吩的紫外吸收光谱 Ｆｉｇ．１ ＵＶ ａｂｓｏｒｂｉｎｇ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｏｆｔｈｉｏｐｈｅｎｅ ｉｎ ＭＳ ｓｏｌｕｔｉｏｎ
表１吸附剂比表面积测定结果
准。实验测得在１，－Ａ１２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＡＣ、ＡＣ．Ｈ２Ｏ２上的硫吸附量分别为２．０×１０～ｍｇ．ｍ～、４．３×１０～ｍｇ．ｍ 、 ２．８ｘ１０～ｍｇ－ｍ 和４．１×１０ ｍｇ・ｍ～。ＳｉＯ２和丫－Ａｌ２Ｏ３的表面化学性质有较大差异：ＳｉＯ２表面存在许多硅烷 醇基（三Ｓｉ—ＯＨ），主要通过氢键作用吸附水或有机物分子，噻吩的Ｓ原子能与兰Ｓｉ—ＯＨ形成氢键，但等 面积ＳｉＯ２上噻吩的吸附量远小于另三种多孔材料，可见，噻吩分子与兰Ｓｉ—ＯＨ间的氢键作用是微弱的； 与ＳｉＯ２不同，１，．ＡＩ２Ｏ３表面有大量的ＡＩ¨Ｌｅｗｉｓ酸中，Ｃ，￣ＦＩ－ＯＨ Ｂｒｏｎｓｔｅｄ酸中心，Ｗｅｓ等【 】通过ＩＲ—ＴＰＤ表 征证实噻吩在１，－Ａ１２Ｏ，上有三种吸附状态：－－ＯＨ与噻吩的氢键作用，噻吩与Ａｌ¨的配位作用，表面覆盖 率较高时还出现第三种未知吸附状态，很可能是一ＯＨ提供的Ｈ 使噻吩分子质子化的产物【钔。由于上述 原因，ｙ－Ａ１２０ 的脱硫性能要优于ＳｉＯ２。ＡＣ．Ｈ２０２的比表面相对ＡＣ有所减小，吸附性能却提高了。经氧 化处 ＡＣ表面羧基和羟基浓度增加【５】，羧基和羟基都是强极性的基团，对提高ＡＣ对极性分子噻吩的吸 附是十分有利的；ＡＣ－Ｈ２０２表面能提供更多的一ＯＨ和Ｈ 与噻吩发生氢键或质子化作用。由以上分析可 以看出，极性或酸性的载体表面更有利于吸附噻吩分子。
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