Ni-Mo/TiO2催化剂上二苯并噻吩与4,6-二甲基二苯并噻吩的加氢脱硫反应规律

采用高压滴流床反应器,以二苯并噻吩(DBT)与4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)的正辛烷溶液作为模型溶液,在不同的反应温度、氢压、氢油体积比、液时空速(LHSV)、模型化合物初始质量分数的条件下,考察了DBT和4,6-DMDBT在Ni-Mo/TiO2催化剂上的加氢脱硫反应(HDS)规律。结果表明:提高反应温度以及增大氢油体积比均有利于DBT和4,6-DMDBT加氢脱硫反应的进行;氢分压对DBT和4,6-DMDBT转化率的提升也有很大影响,对4,6-DMDBT转化率的提升效果较大,但当氢分压较大时,增大氢分压对两者转化率的影响均较小。在反应温度350℃、氢压7 MPa、液时空速6 h-1、氢油体积比450、DBT和4,6-DMDBT初始质量分数分别为2.0%和0.2%的条件下,DBT的转化率可达98.80%,4,6-DMDBT的转化率可达98.12%。     

以硅钨杂多酸盐为催化剂对模拟柴油氧化脱硫的研究

合成了带两缺陷的Keggin型硅钨杂多酸盐Q6[K2γ-SiW10O36],并以此作为催化剂,以双氧水为氧化剂,对模拟柴油进行氧化脱硫的研究.实验结果表明:(C21H46N)6[K2γ-SiW10O36]表现出了较好的催化活性;在50℃,氧硫比O/S=5条件下,1h内脱硫率可达100%;不同含硫化合物被氧化的难易顺序为二苯并噻吩(DBT)>4-甲基二苯并噻吩(4MDBT)>4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)>苯并噻吩(BT),含硫化合物的氧化活性与其中硫原子电子密度和取代基的空间位阻有关.     

微波辐射下柴油的催化氧化脱硫效果研究

将苯并噻吩(BT)和二苯并噻吩(DBT)分别溶于正辛烷配成模型油,以H2O2为氧化剂,研究普通加热和微波辐射加热下磷钼酸催化模型油和直馏柴油的氧化脱硫效果.分析了催化剂用量、H2O2初始浓度、反应温度和反应时间等对DBT、BT脱除率的影响,分析了不同萃取条件下的柴油脱硫率和回收率.结果表明,微波辐射加热下,DBT、BT的脱除率比普通加热分别提高了7.7倍和3.7倍;在70℃和400W微波功率下,DBT、BT的脱除率分别为95.4%和62.3%;催化剂用量、H2O2初始浓度、反应温度和反应时间等对DBT、BT的氧化脱除率均有影响;v(萃取剂)/v(柴油)为1/4时,采用DMF萃取1次,柴油的脱硫率为61.8%,回收率为98.4%,萃取次数增加,柴油脱硫率提高,而回收率明显下降.     

磷钼酸季铵盐催化柴油氧化脱硫研究

以十八烷基三甲基磷钼酸铵作催化剂、H2O2作氧化剂,对模型油和直馏柴油进行了氧化脱硫研究.结果表明,相同反应条件下,以磷钼酸季铵盐作催化剂时,二苯并噻吩(DBT)和苯并噻吩(BT)的脱除率比磷钼酸作催化剂分别提高了5.3倍和2.4倍;在70℃下反应2.5h,DBT、BT的脱除率分别达到100%和40.5%;动力学研究表明,DBT、BT的催化氧化反应皆符合表观一级动力学规律,其活化能分别为22.5kJ/mol和62.4kJ/mol;各反应条件对直馏柴油脱硫率的影响大小顺序为:催化剂用量＞反应时间＞氧化剂用量＞反应温度;在m(催化剂)/m(柴油)=1.8%、V(H2O2)/V(柴油)=2.5%、反应温度70℃、反应时间3h条件下,柴油的脱硫率达 88.7% ,收得率不低于99%.     

柴油深度加氢脱硫过程中硫化物转化规律的研究

采用气相色谱-脉冲火焰光度计检测器(GC-PFPD)对催化柴油中的硫化物及其形态分布进行了分析,发现催化柴油中硫化物的类型主要为苯并噻吩类(BTs)和二苯并噻吩类(DBTs).研究表明,苯并噻吩类硫化物比较容易被脱除,而当催化柴油中总硫含量在500×10-6时其主要硫化物形态为二苯并噻吩类;不同烷基取代的DBTs的加氢脱硫(HDS)转化率不同,其被加氢脱除由易到难顺序为C1DBT→C2DBT→C3DBT;而单个硫化物被加氢脱除由易到难顺序为DBT→4-MDBT→2,4,6-TMDBT→4,6-DMDBT.实验发现,加氢柴油中的硫化氢可以被氧化成元素硫,从而影响总硫分析结果.采用GC-PFPD可以有效地对最低硫含量在(5～20)×10-6的超低硫柴油中硫化物以及元素硫进行分析鉴定,为加氢催化剂和加氢工艺的筛选提供必要的依据.     

柴油深度加氢脱硫过程中硫化物转化规律的研究

采用气相色谱-脉冲火焰光度计检测器(GC-PFPD)对催化柴油中的硫化物及其形态分布进行了分析,发现催化柴油中硫化物的类型主要为苯并噻吩类(BTs)和二苯并噻吩类(DBTs)。研究表明,苯并噻吩类硫化物比较容易被脱除,而当催化柴油中总硫含量在500×10-6时其主要硫化物形态为二苯并噻吩类;不同烷基取代的DBTs的加氢脱硫(HDS)转化率不同,其被加氢脱除由易到难顺序为:C1DBT→C2DBT→C3DBT;而单个硫化物被加氢脱除由易到难顺序为:DBT→4-MDBT→2,4,6-TMDBT→4,6-DMDBT。实验发现,加氢柴油中的硫化氢可以被氧化成元素硫,从而影响总硫分析结果。采用GC-PFPD可以有效地对最低硫含量在(5~20)×10-6的超低硫柴油中硫化物以及元素硫进行分析鉴定,为加氢催化剂和加氢工艺的筛选提供必要的依据。     

TTAC-HPMo/SiO_2催化剂的表征及其氧化脱硫性能分析

以十四烷基三甲基氯化铵(TTAC)为模板剂,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,采用溶胶-凝胶法制备TTAC-HPMo/SiO_2催化剂,利用FTIR、XRD、SEM和N_2吸附-脱附等技术对其进行表征,并分析催化剂制备条件和反应条件对模型油氧化脱硫性能的影响。结果表明,在m(HPMo)/m(SiO_2)=15%、焙烧温度为400℃条件下所制TTAC-HPMo/SiO_2催化剂,其孔隙结构发达、氧化脱硫性能最佳;对于10mL以二苯并噻吩(DBT)为目标含硫化合物的模型油(硫含量为400μg/g),当m(TTAC-HPMo/SiO_2)/m(模型油)=0.43%、V(H_2O_2)/V(模型油)=0.2%、反应温度为60℃、反应时间为14min时,所制TTAC-HPMo/SiO_2催化剂对模型油中DBT的脱除率达到100%。     

HPW/SnO_2-ZrO_2催化剂的制备及其催化氧化脱硫性能的研究

为了解决硫化物排放所带来的环境问题,本文通过浸渍法将活性组分磷钨酸负载到用二氧化锡改性的二氧化锆载体上,以HPW/SnO_2-ZrO_2为催化剂、双氧水为氧化剂对模拟柴油进行催化氧化脱硫研究,考察制备条件和反应条件对脱硫率的影响,得到以下优化的催化氧化条件:HPW负载量(质量分数)为20%,反应温度40℃,反应时间2. 5 h,O/S=8,催化剂用量0. 1 g;在最优条件下二苯并噻吩(DBT)的脱除率达到99. 8%;采用BET、XRD、FTIR、TG和NH3-TPD等分析手段对催化剂的结构性能进行了表征。     

Ti掺杂对SBA15基加氢脱硫催化剂的影响

以SBA15分子筛为载体,添加Ni-Mo活性组分作为催化剂,在Parr高温高压反应釜中,采用加氢脱硫(HDS)方法脱除噻吩类中的硫物质。通过XRD,TEM以及孔结构分析,研究掺杂Ti原子对SBA15基催化剂的形貌、比表面积和孔径等的影响,并考察一系列的不同硅、钛摩尔比(n(Si)/n(Ti)分别为∞,10,30和60)对催化剂加氢脱硫活性的影响。研究结果表明:经过改性后的SBA15的结构没有改变,但影响了载体的比表面积,改性后的比表面积有所降低;Ni和Mo活性相以NiMoO4和MoO3物相存在;Ti原子的加入有利于苯并噻吩(BT)和二苯并噻吩(DBT)中硫的脱除,并且不同硅钛摩尔比的催化剂呈现不同的脱硫率;当n(Si)/n(Ti)=30时,脱硫率最高。     

钨酸盐/H2O2/[HNMP][HSO4]体系的催化氧化脱硫性能

采用钨酸盐/H2O2/N-甲基吡咯烷酮硫酸氢盐([HNMP][HSO4])体系对模拟燃油和实际燃油进行深度催化氧化脱硫研究。采用X线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)以及热分析仪(TG)对合成的2种Keggin型钨酸盐(烷基硅钨酸铵(Q4Si W)和烷基磷钨酸铵(Q3PW))进行表征。考察不同脱硫体系、不同催化剂、催化剂用量、H2O2用量、反应温度和不同硫化物等对模拟油脱硫效果的影响。结果表明:在反应温度60℃,反应时间4 h,模拟油3 g,[HNMP][HSO4]1 g,n(O)∶n(S)∶n(催化剂)=300∶50∶1,Q4Si W为催化剂条件下,此催化氧化体系对噻吩(TS)、苯并噻吩(BT)和二苯并噻吩(DBT)的脱硫率分别为54.2%、87.4%以及99.1%,且重复使用5次,催化氧化性能并未明显降低。     

红串红球菌USTB-03对4,6-二甲基二苯并噻吩的脱硫研究

分离出1株能够对4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)进行高效脱硫的微生物菌种,经中国科学院微生物研究所鉴定为红串红球菌USTB-03。研究结果表明,与甘油和乙醇相比,葡萄糖是促进红串红球菌USTB-03生长和提高其脱硫比活性的最好碳源,最高脱硫比活性可达298.1mmol4,6-DMDBT/(kg·h)。在初始pH从4.0到9.0范围内,pH7.0可以使红串红球菌USTB-03保持最大的脱硫比活性。进一步研究显示,红串红球菌USTB-03对4,6-DMDBT脱硫后的最终代谢产物是3,3-二甲基-2-羟基联苯(2-HDMBP),只有C-S键被切断,而C-C键未受到破坏。该脱硫途径类似于二苯并噻吩(DBT)特异性脱硫的途径。     

超声波辅助柴油模拟化合物的深度氧化脱硫

研究超声波在均相催化体系中对模拟柴油中二苯并噻吩(DBT)脱除效果的影响.并在超声波辅助作用下,考察了不同催化剂、氧化剂用量、超声波作用时间、反应温度及剂油比对氧化脱硫效果的影响.实验结果表明:在不同催化体系中,使用超声波都能明显提高DBT转化率.在50℃,剂油比(V/V)为1∶10,超声波辅助模拟柴油在H2O2\HCOOH(体积比为1∶9)条件下,反应时间为10min,DBT的转化率可达到100%.     

微波辐射磷钼酸铈盐催化柴油氧化脱硫研究

研究微波辐射下磷钼酸铈盐催化模型油和直馏柴油的氧化脱硫反应,考察不同萃取条件对柴油的脱硫率和收率的影响.结果表明,相同反应条件下,相对于普通加热,微波辐射加热时二苯并噻吩(DBT)、苯并噻吩(BT)的脱除率分别提高了4.2倍和3.8倍;在70 ℃和400 W微波功率下加热2 h,DBT、BT的脱除率分别为95.6%和74.8%;对m(催化剂)/m(柴油)为7.1 mg/g、H2O2初始浓度为0.44 mol/L的柴油,经70 ℃和400 W微波功率加热2 h,再在V(萃取剂)/V(柴油)为1/4的条件下用DMF萃取1次,柴油脱硫率为69.6 %,收率为97.5 %;萃取次数增加,柴油脱硫率提高,但收率明显下降.     

六甲基二硅胺烷催化芳香醛与2,2-二甲基-1,3-二噁烷-4,6-二酮的缩合反应

在六甲基二硅胺烷的催化作用下,以芳香醛与2,2-二甲基-1,3-二烷-4,6-二酮为原料,经缩合反应合成了10种芳基亚甲基麦氏酸化合物.考察了反应温度、反应时间、催化剂用量等因素对反应的影响.确定了最佳反应条件为:取0.1 mol 2,2-二甲基-1,3-二烷-4,6-二酮, n(2,2-二甲基-1,3-二烷-4,6-二酮)∶n(芳香醛)=1.01.1,∶催化剂用量为0.1 mol,反应温度为室温,反应时间为1.0 h,在上述反应条件下,产品收率可达86.8;~92.1;.     

六甲基二硅胺烷催化芳香醛与2,2-二甲基-1,3-二烷-4,6-二酮的缩合反应

在六甲基二硅胺烷的催化作用下,以芳香醛与2,2-二甲基-1,3-二烷-4,6-二酮为原料,经缩合反应合成了10种芳基亚甲基麦氏酸化合物.考察了反应温度、反应时间、催化剂用量等因素对反应的影响.确定了最佳反应条件为:取0.1 mol 2,2-二甲基-1,3-二烷-4,6-二酮, n(2,2-二甲基-1,3-二烷-4,6-二酮)∶n(芳香醛)=1.01.1,∶催化剂用量为0.1 mol,反应温度为室温,反应时间为1.0 h,在上述反应条件下,产品收率可达86.8%~92.1%.     

微波辐射磷钼酸镧盐催化柴油氧化脱硫研究

 研究了微波辐射下磷钼酸镧盐催化模型油和直馏柴油的氧化脱硫反应,并比较了不同萃取条件下柴油的脱硫率和回收率.结果表明,在相同的反应条件下,微波辐射加热时DBT,BT的脱除率比普通加热分别提高了7.5倍和3.9倍.二苯并噻吩和苯并噻吩的氧化反应都符合表观一级反应动力学规律.在70℃和400W微波功率下,DBT,BT的脱除率可分别达到94.0%和91.2%.直馏柴油氧化脱硫的最佳反应条件为:剂油质量比为7.1mg/g,H₂O₂初始浓度为0.44mol/L,微波功率为400W,反应温度为70℃和反应时间为120min.当V(DMF)/V(柴油)为1/4和萃取1次时,柴油脱硫率为64.5%,回收率为97.6%,当提高V(DMF)/V(柴油)或萃取次数,柴油的脱硫率提高了,但回收率却明显下降.在氧化脱硫过程中,首先过氧化氢亲核进攻催化剂的活性中心Mo(Ⅵ),然后氧化噻吩类形成亚砜,最后亚砜进一步被氧化生成砜.     

Co/MoS2催化剂加氢脱硫活性的量子化学研究

Co/MoS2催化剂具有优良的加氢脱硫(HDS)性能。采用ZINDO/1的半经验量子化学计算方法和Mo19S38原子簇模型,考察了催化剂表面不同的n(Co)/n(Mo)对MoS2的LUMO轨道能量的影响,以及对二苯并噻吩(DBT)的吸附热及其吸附中间体的电荷分布、几何构型稳定性和LUMO轨道能量的影响。计算结果表明,随n(Co)/n(Mo)的增加,模型催化剂的HDS催化活性是先增后减,以n(Co)/n(Mo)=2/7时对应的催化剂的HDS活性最高。     

MCM-41负载的Ni 2P、MoP和WP加氢脱硫性能比较

通过原位程序升温还原方法制备了以MCM-41负载的Ni2P、MoP和WP催化剂,并用XRD和CO化学吸附对催化剂进行了表征.以质量分数0.8%的二苯并噻吩(DBT)的十氢蓁溶液为模型化合物,考察了3种磷化物催化剂的加氢脱硫(HDS)反应性能.结果表明,Ni2P/MCM-41催化剂在DBT的HDS反应中表现出最佳的反应性能,具有最高的反应速率常数和TOF,而WP/MCM-41最低.DBT在3种磷化物催化剂上的HDS反应路径随温度的变化表现出不同的趋势.H2S的存在显著抑制了Ni2P/MCM-41催化剂加氢路径,从而强烈抑制了其HDS反应活性.MoP/MCM-41表现出相对较好的耐硫性能.     

双亲性夹心型杂多化合物氧化模型柴油深度脱硫的研究

以过氧化氢为氧化剂,首次尝试将夹心型杂多化合物Q12[WZn3（H2O）2（ZnW9O34）2]作为催化剂应用于模型柴油的氧化脱硫．研究发现,季铵盐阳离子对夹心型杂多化合物催化剂氧化脱硫的催化活性有重要的影响;氧硫物质的量之比（O／S）和温度对反应速率有强烈的影响;二苯并噻吩上的取代基具有位阻效应,分子越大,位阻效应越大,反应活性越低．     

SNOX法催化脱除模拟烟气中NO○x及SO2实验研究

为了实际考察SNOX方法的工艺条件对烟气中NO○x及SO2的催化脱除效果,针对NO○x的催化还原反应,采用浸渍法制备CuO/γ-Al2O3催化剂,考察了反应温度、空间速度、n(NH3)/n(NO○x)、SO2浓度对NO○x转化率的影响;针对SO2催化氧化反应,采用筛选出的V2O5催化剂,实验考察了反应温度、空间速度、n(O2)/n(SO2)对SO2转化率的影响.以实验研究成果为依据,进行了反应动力学计算.研究结果表明,在实验确定的最佳工艺条件下,NO○x还原率可达87.5%,经两级氧化SO2的转化率达94.3%.