柴油吸附脱硫活性炭改性吸附剂研究

第5期

董群等：柴油吸附脱硫活性炭改性吸附剂研究

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柴油吸附脱硫活性炭改性吸附剂研究董群’李春红，,宋金鹤，王德秋(大庆石油学院化学化工学院，龙江大庆 1 3 8 1.黑 3; 6 1

2.国石油大庆化工研究中心，黑龙江大庆 1 3 4中 7 ) 6 1摘要：究了用不同金属离子以及糠醛、醇、硫酸、硝酸对活性炭进行改性对活性炭吸附剂对 F C柴油和由正癸烷研糠浓浓 C和二苯并噻吩 ( B )成的模拟柴油的脱硫率的影响。验结果表明：属离子改性中 F离子改性活性炭脱硫率好；性炭浸 D T组实金 e活涂糠醛、醇也可以提高吸附脱硫性能；硫酸、硝酸氧化可以增加活性炭表面酸性基团的量，进脱硫性能，硫酸优于浓糠浓浓改浓硝酸。进行了活性炭复合改性实验，果表明，硫酸氧化后再进行 F结浓 e改性，硫率最高，附 D T模型物的脱硫率可达到脱吸 B1 0%。 0

关键词：C F C柴油；硫；附剂；脱吸改性；性炭活

中图分类号：E 2 . T 6 45

文献标识码： A

文章编号：0 19 1 (0 90— 1 3 10—2 92 0 )53- 0

随着世界各国对环境问题的重视，油中的硫柴

入固定床反应器中，气氛下 4 0C氮 0￣焙烧 4。 h11 ..活性炭浓硫酸、 2浓硝酸氧化及复合改性准确称取活化处理后的活性炭，比例加入浓按

所造成的污染问题已经越来越受到关注。在众多的柴油脱硫方法中，附脱硫技术以其低能耗、耗吸不

氢、作温度和压力相对较低、改变油品性质等操不优点引起了人们极大的兴趣，被认为是非常有吸引力的脱硫技术。很多吸附材料，如金属氧化物、子分

硫酸或浓硝酸于锥形瓶中，分搅拌后将混合液程充序升温至 2 0C,温氧化 3。用蒸馏水充分洗涤， 5￣恒 h抽滤，直到滤液中检测不到硫酸根为止。然后在

筛等都可以用来吸附脱除柴油中的含硫化合物。活性炭因其具有比表面积大、面活性基团丰富等优表点，为近年来研究的热点。B s k v成 ah oa等【 1】进行了用活性炭吸附甲硫醇的实验

。Y haA Ah m d]用 a i la e m 等颗粒状活性炭对由正癸烷和二苯并噻吩 ( B组成 D T)

1 0C 2￣下干燥后样品装入固定床反应器中，气氛下氮4 0C 0￣焙烧 4,至室温后备用。硝酸改性活性炭 h降浓的温度为 8 c。 OC活性炭复合改性是将经过硫酸氧化处理后的活性炭，放入旋转蒸发器梨形瓶中，载负金属离子或浸涂糠醛、醇。糠12吸附方法 _

的模拟柴油吸附脱硫。杨林[ 3 1用活性炭 (C经过等采 A)过硫酸按预处理后负载 C O作为脱硫剂 C O u u/

()态吸附：准确称取一定量制备好的吸附 1静剂，放入锥形瓶中，入预脱硫油品，常温常压下加在吸附一定时间后，滤去吸附剂，样。取 () 2动态吸附：一定量吸附剂装入固定床反应将器中，温常压下，速为 30h,微量泵将油品常空 .~用 通人反应器内，态吸附 1 h后开始取样，半小动 . O每时取样一次。13硫含量分析方法 .

G A )用于固定床进行 F C柴油吸附脱硫。本研 S C, C究分别采用不同方法改性活性炭为吸附剂，究改研性工艺条件对吸附剂脱硫的影响。

1实验方法 11活性炭改性 .

111活性炭金属离子、醛、 ..糠糠醇改性准确称取一定量活性炭，用氮气在 4 0 0℃活化 1放人旋转蒸发器梨形瓶中。在 2 q、 .0 MP h后 OC 00 5 a

用 G 3 07 B 8—7石油产品硫含量测定法，分析F C柴油及模型物脱硫前硫含量，定结果见表 1 C测。表 1 F CC柴油总硫和 DB T模型物的硫含量测定结果Ta l To a u f r c n e to be 1 t ls l o t n fFCC is lol a d s l r u d e e i n u f uc nt nto o e fDBT

条件下，入与活性炭等体积的一定浓度的金属硝加酸盐溶液或糠醛、醇试剂，糠真空浸渍 4 h后取出。 金属离子改性的活性炭在 1 0C 6￣下干燥 2, h然后装收稿日期：0 90—6作者简介： 2 0 -70;董群 (9 3)男，授， 15一，教电话 0 5—5 4 2;系人： 4 96 0 0 5联电邮

l h n o g 0 0 1 . m。 i u h n 6 5 3@1 6 o c 1 2 t

3 2 14活性炭表面性质表征 .

天然气化工

20 0 9年第 3 4卷

脱硫率不同，因为不同的金属离子与硫原子间的是络合作用强弱不同。表 2不同金属离子改性活性炭的脱硫率T be2 a l De u f r to a e f e a tv a b a o i e s l a n r t so c i e c r o sm d f d u i h t iby dif r ntm eali n fe e t o s

活性炭表面酸性含氧基团用 B em滴定法f oh 4】测定。活性炭表面形貌在瑞典 Z O E L公司生产的 G M 5 1L型扫描电镜仪上获得，加速电压 E .4 0 V

1k放大倍数为 10 5 V, 0 0倍。

2结果与讨论21浸渍液 F离子浓度对活性炭脱硫率影响 . e 23 F、糠醛和糠醇复合性改性活性炭的脱硫率 . e和吸附稳定性图 2为 F、醛和糠醇改性前后活性炭动态吸 e糠

附 D T模型物的脱硫率。 B由图 2可见， e糠醛和糠 F、醇改性后的活性炭吸附脱硫率明显提高。随着吸附

时间的延长，醛和糠醇改性后的活性炭脱硫率逐糠渐下降。糠醛改性后脱硫率增加，因为糠醛对油是

品中的含硫化合物有萃取作用。柴油中硫化物基本上都是有机极性化合物，以用醇、、等有机溶可醛酮

剂萃取网用糠醛萃取 F C柴油，。 C可将模型物中含硫图 1浸渍液铁离子浓度对活性炭脱硫率的影响 F g 1 f c fio o o c n r to fi r g a i g S - i . Ef to r n i n c n e t a i n o e mp e n t O nl ion on de ulurz i n a e o heaci e c bon uf s f iato r t ft tv ar

化合物脱除近 8%t将糠醛浸涂在活性炭上， 0 8 1。有利

于硫化物的脱除，提高了吸附剂的脱硫性能。糠醇改性活性炭脱硫率仅提高了 3%;但 35吸附 . 5 .h后活性下降慢，态吸附 45动 .h时，醇改性的脱硫率糠为 7 .6比活性炭的脱硫率高 3%。活性炭浸涂 37%, 0糠醇有萃取作用，加了吸附剂的硫容。由图 2还增可以看出， C H S

e乎可以将模型物中的二 A 20一几 F

图 l不同铁离子浓度的浸渍液改性的活性是炭对 D T模型物的脱硫率。由图 1看出，浸渍液 B (离子)加到 4铁增%时，硫率基本没有变化，脱当

(离子) 5铁为%时，硫率出现峰值，铁离子)脱 (再继续增加，附剂脱硫率迅速下降。这是由于金属吸离子吸附量，活性炭的微孔向中孔以及向大孔转在变过程中起着重要的作用圄。二苯并噻吩的动力学直径接近中孔区，以 (所铁离子 )于 4小%时脱硫率没有变化。随着金属离子负载量的增加，二苯并噻吩的脱硫率提高。当吸附质分子尺度远小于吸附剂细孔直径时，附的分子容易发生脱附，附速度吸脱

苯并噻吩全部脱除，而且随着吸附时间的延长，脱硫率基本保持不变，吸附 45仍有很高的活性， . h时说明 F e改性后吸附剂硫容提高的幅度大。

加快，附量减小，附性能下降1 吸吸 5]。22不同金属离子改性活性炭 .

表 2是几种金属离子改性后对油品的静态吸

附脱硫率结果。从表 2可以看出，铜离子和银离用子改性活性炭脱硫率基本相同，改性提高了活性炭脱硫率，低于铁离子的改性效果。改性后的活性但炭脱硫率提高，因为油品中的硫化物具有孤对电是子，电子对给予体， L碱；e C、 g核外有是为 F、 u A 空轨道，电子对接受体， L酸。它们可以产生较是为强的络合作用，形成络合物[ 6 1。三种金属离子改性后时^/ h

图 2糠醛、醇、 e改性的复合改性活性炭脱硫率糠 FF g 2 De u f r z t n r t so e c m p e o fe c v i . s l ia i a e ft o u o h lx m d i d a t e i i

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