金属有机骨架材料对汽油馏分的吸附脱硫

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燃料油中的有机硫化物燃烧后形成的SOx排放到大气中会对环境产生很多危害,如造成酸雨,还会使处理汽车尾气的催化剂中毒。因此,各国对燃料油中的硫含量进行了日益严格的限制。传统的加氢脱硫技术虽然可有效的脱除汽油中的硫化物,但却会使汽油馏分中的大量烯烃发生加氢饱和,导致辛烷值下降,影响汽油使用性能,同时还增加了氢耗及设备投资。而吸附脱硫技术操作简单方便,且不会降低汽油的辛烷值,降低了设备投资和能源消耗,是一种很有发展前景的脱硫技术。金属有机骨架材料由于具有较大的比表面积、可调节的孔径及形状等优点,在汽油吸附脱硫方面具有很大的应用前景。本文采用一种以Cu2+为金属中心,以均苯三甲酸(H3BTC)为配体的金属有机骨架材料HKUST-1,固定床吸附噻吩-环己烷模型油,探索了最佳的样品预处理条件及固定床操作条件;考察甲苯和环己烯两种竞争物的加入,对HKUST-1吸附噻吩的影响;初步探索了HKUST-1对于不同尺寸有机硫化物的吸附性能;并以惰性气体吹扫的方法考察吸附剂的再生性能。结果表明,HKUST-1的最佳预处理温度为220°C,模型油的最佳流速为0.25ml/min,最佳吸附温度为30°C,在上述最优条件下,对噻吩环己烷模型油的穿透硫容达到8.98mgS/g吸附剂。加入不同含量的甲苯和环己烯后,均导致对噻吩的吸附量下降,但环己烯的影响小于甲苯,这或许与环己烯的偶极矩小于甲苯有关。HKUST-1对不同尺寸有机硫化物的吸附性能的差别是分子尺寸、硫电子云密度及空间位阻效应的共同结果。对含有大量烯烃和芳烃的真实FCC汽油进行静态吸附脱硫,仍能达到40.7%的脱硫率;采用N2高温吹扫的方法可使吸附剂完全再生。说明HKUST-1在汽油吸附脱硫方面有很好的应用前景。
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