柴油水蒸气催化脱硫精制的动力学研究

建立了可以用于预测水蒸气催化脱硫精制柴油实验结果的四集总反应动力学模型。该模型能够给定原料柴油的脱硫转化率、柴油的收率和汽油的收率，并能选取最佳操作条件。通过对实验数据的处理，得到了该模型的反应级数、速率常数、表观活化能以及催化剂失活因子等参数。结果表明，在温度不是太高的情况下，预测值与实验值有良好的吻合；不同性质的柴油应具有不同的模型参数；高温阶段预测的结果外推能力较差。     

直馏柴油催化氧化脱硫工艺中试研究(Ⅰ)

针对柴油加氢脱硫技术设备投资和操作费用高,柴油H₂O₂氧化脱硫技术又存在氧化剂价格高、柴油收率低和有含硫污水排放等技术经济问题,开发了一种新型直馏柴油催化氧化脱硫方法,在此为其中试试验研究。直馏柴油催化氧化脱硫中试装置由催化氧化反应、催化剂再生回收、萃取脱硫与萃取剂回收等四个单元组成;反应器为静态混合反应器;在建立的中试装置上对直馏柴油催化氧化脱硫操作条件进行了优选实验：在表观停留时间3～5min、反应温度60℃、反应物料循环量1000L/h、氧化催化剂/柴油体积比为0.24和柴油/萃取剂体积比为2.5的最佳实验操作条件下,成品柴油的硫含量从2273μg/g降到106μg/g,柴油硫含量符合欧洲Ⅱ类柴油标准(≤300μg/g),脱硫率达到95.34%,柴油收率为97.23%。     

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.     

催化裂化柴油萃取-光化学反应深度脱硫

采用液液萃取-光化学脱硫组合工艺,研究不同体系的光致脱硫效果,探讨了二苯甲酮敏化催化裂化柴油中脱硫反应的动力学并与二甲亚砜（DMSO）直接萃取脱硫进行了比较。硫化物的光氧化产物用溶剂萃取法脱除,考察的溶剂为水／乙腈混合物及二甲亚砜。实验数据表明：在萃取剂与柴油的体积比为4：3、溶剂含水量φ=0．25的条件下,柴油脱硫率可达64％,收率949／6。对柴油原料及光氧化柴油抽出物进行了红外光谱分析,结果表明柴油中硫化物降解后的形态包括亚磺酸、亚砜和硫酸酯。     

极低硫钢的精炼脱硫动力学模型

通过对影响脱硫反应限制性环节的分析,将持续接触和瞬时接触两种反应模式综合考虑,建立了精炼脱硫动力学模型,并通过实验室"极低硫钢精炼脱硫"实验数据对模型进行验证.结果表明,本模型的预测结果与实验结果比较吻合.     

神经网络模型在煤碳生物脱硫仿真及优化中的应用

通过单因素实验研究了转速、培养温度、初始pH、脱硫时间、煤浆浓度和煤炭颗粒度对煤炭生物脱硫的影响,建立了煤炭生物脱硫反应过程的BP神经网络模型.研究结果表明,神经网络训练中的模型检验均方误差接近1×10-3,模型检验样本预测输出值和试验值的决定相关系数达到0.9997,表明该模型对煤炭生物脱硫过程仿真及结果预测效果良好;采用遗传算法工具箱对建立的BP神经网络模型进行优化求解,在最优条件下得到的脱硫率为47.6%,该结果经实验验证具有可靠稳定性.     

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.     

管式填料反应器合成无水过氧乙酸用于柴油均相氧化脱硫

采用管式填料反应器在丙酮溶剂中进行乙醛液相氧化合成无水过氧乙酸,用所制备的过氧乙酸对加氢柴油进行均相氧化脱硫,并考察了氧化脱硫的温度、时间以及萃取剂乙酸溶液(含5%的水)和过氧乙酸产品用量对脱硫效果的影响.试验结果表明,当过氧乙酸产品用量为理论用量的2倍、脱硫氧化反应温度为50 ℃、脱硫氧化反应时间为30 min、萃取剂用量为氧化柴油的2倍时,氧化脱硫后加氢柴油的硫含量可从295.8 mg/kg降到13.4 mg/kg,脱硫效率达95.5%,柴油收率达93.8%.用过氧乙酸对加氢柴油进行均相氧化脱硫,可使柴油的硫含量小于15 mg/kg的最新国际指标.     

基于偏最小二乘的Kriging代理模型在加氢裂化建模中的应用

提出了一种改进的代理模型方法 (Kriging with Partial Least Squares,KPLS)。该方法在Kriging模型的基础上引入偏最小二乘的思想,利用偏最小二乘方法构建新的Kriging模型的高斯核函数。将该模型应用于加氢裂化过程建模,有效地提高了航煤、柴油质量收率的预测精度。采用GLAMP(Global and local search strategy)优化算法对建立的KPLS模型进行优化,仿真结果显示航煤、柴油质量收率得到了显著提升。     

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.     

柴油臭氧氧化脱硫研究

用臭氧作为氧化剂 ,以扬子石化炼油厂FCC段粗柴油为研究对象 ,在常温、常压、催化剂存在的条件下对柴油进行了臭氧氧化 ,再利用极性溶剂萃取脱除柴油中的硫化物。主要考察了催化剂、萃取剂以及反应时间对臭氧氧化脱硫效果的影响。研究结果表明 ,对于扬子石化炼油厂FCC段粗柴油 ,在以KH3为催化剂、以 90 %N ,N 二甲基甲酰胺水溶液为极性萃取剂、且萃取剂与油的体积比为 1的条件下 ,粗柴油脱硫效果最好 ,最高脱硫率可达79 2 % ,是未氧化柴油经溶剂萃取脱硫率的 1 .8倍。而且反应时间越长 ,脱硫效果越好。因而臭氧氧化脱硫技术是一种具有极大发展潜力的新型脱硫工艺     

Cr-Mo/SiO2的制备及其催化氧化脱硫研究

采用溶胶—凝胶法制备改性催化剂Cr-Mo/SiO2.通过红外光谱、X射线衍射、比表面和孔隙分析等方法对Cr-Mo/SiO2进行表征,考察Cr-Mo/SiO2用量、H2O2用量、反应温度和反应时间对模型油和直馏柴油氧化脱硫效果的影响.结果表明,各反应条件对模型油氧化脱硫效果均有一定影响,二苯并噻吩较苯并噻吩更易脱除.直馏柴油氧化脱硫正交试验结果显示,各因素对脱硫率的影响大小排序为:反应温度＞H2O2用量＞Cr-Mo/SiO2用量＞反应时间.最佳反应条件下,可使直馏柴油硫含量由994μg/g降至128μg/g,脱硫率达87.11％,油品回收率不低于98％.     

柴油气-液-固催化氧化脱硫研究

从七种金属无机盐和氧化物中筛选出较优的柴油氧化脱硫催化剂,通过采用纯氧和优选催化剂及不同萃取剂对柴油进行气-液-固三相催化氧化脱硫研究。实验表明,选用Al2O3作氧化催化剂,以含水糠醛溶液作脱硫萃取剂,在搅拌速度700r/min、催化剂用量5%(W)、反应温度140℃、氧化时间90min和充氧压力0.6MPa的操作条件下,对直馏柴油进行催化氧化脱硫,其硫含量由1441μg/g降到262μg/g,脱硫率达到81.8%。     

过氧化氢-甲酸氧化模拟柴油脱硫试验及其动力学分析

以正辛烷-二苯并噻吩模拟柴油,进行过氧化氢-甲酸氧化脱硫试验和动力学研究。结果表明,过氧化氢-甲酸体系能够有效氧化模拟柴油中的二苯并噻吩,生成二苯并噻吩砜。影响脱硫率的因素顺序为:甲酸用量温度过氧化氢用量。优化条件为:V(模拟柴油)∶V(H2O2)∶V(HCOOH)=100∶1∶10,40℃下反应1 h,硫的质量分数可由1.14×10-3降至1.14×10-5,脱硫率为99.01%。该条件下计算动力学参数得反应级数1.055 4,速率常数5.15×10-2(μg/g)1-n.min-1。     

循环流化床烟气脱硫过程特性分析

在分析循环流化床气相和颗粒相流动特性以及浆滴蒸发和SO2吸收特性基础上，建立了循环流化床烟气脱硫过程特性的数学模型，考察动力学参数、热力学参数以及化学参数对脱硫效果的影响．结果表明，烟气出口温度与绝热饱和温度之差(ASAT)和浆滴蒸发时间是影响脱硫效果的重要参数，浆滴蒸发时间越长，有效反应时间越长，脱硫效果越好，而ASAT减小可延长浆滴蒸发时间．动力学、热力学和化学参数对脱硫效果的影响都可归结为改变浆滴的蒸发时间(或ASAT)．模型计算结果与已有实验结果吻合良好．     

利用离子液体烷基化脱除汽油中噻吩硫的研究

采用盐酸三乙胺(Et3NHCl)和无水AlCl3按不同的物质的量的比合成离子液体,并评价其对模型汽油噻吩硫的催化烷基化脱除效果.实验结果表明:选用Et3NHCl与无水AlCl的摩尔比为1∶2的离子液体进行烷基化脱硫实验,当反应时间时间为40 min,温度为40℃,萃取剂油比为1:40时,脱硫率可达到90％以上,还采用红外探针分子表征不同摩尔比的离子液体的酸性.离子液体应用结果表明,对商品汽油的脱硫率可达到在80％以上而辛烷值仅从92.7下降到91.0.     

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．     

响应面优化脂肪酶催化Baeyer-Villiger反应制备ε-己内酯

固定化T.laibaccii脂肪酶介导化学-酶Baeyer-Villiger氧化法制备ε-己内酯.运用响应面法进行了实验设计,获得了最优反应条件:环己酮初始浓度为1.22 mol/L,环己酮与过氧化氢脲的物质的量比为1∶1.3,反应温度为56.5 ℃,产率达到98.06%,浓度高达1.2 mol/L.在环己酮、乙酸乙酯反应体系中有三个反应,其中第三个反应是过氧化氢脲通过固定化脂肪酶的作用与中间产物乙酸反应,乙酸原位生成过氧乙酸.建立了二次多项式模型,其R²值为0.998 8,可以准确地预测ε-己内酯产率.该模型考虑了环己酮的初始浓度、环己酮与过氧化氢脲的物质的量比和反应温度对ε-己内酯产率的影响,环己酮与过氧化氢脲的物质的量比对ε-己内酯的产率有非常显著的影响(p<0.000 6).