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燃料油中硫化物是导致大气污染的原因之一,油品中非活性的噻吩类硫化物特别是二苯并噻吩(DBT)和4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)的脱除成为深度脱硫研究的难点和热点。改性分子筛对噻吩类硫化物的吸附脱除具有选择性高,操作条件温和,设备简单,费用低等优点。
本文首先对HY、HFKB、HZSM-22、纳米HZSM-5和微米HZSM-5等母体分子筛和单金属(Cu、Ni、Zn和Ag等)改性分子筛的吸附脱硫性能进行了系统研究;
其次,在单金属改性Y分子筛吸附脱硫研究基础上引入第二种金属组分制备了一系列双金属改性Y分子筛吸附剂,并采用XRD、BET、NH3-TPD等技术对母体及改性的分子筛吸附剂的物化性能进行了表征。结果表明,不同类型的母体分子筛对硫化物都具有一定的吸附脱除效果,其中以HY分子筛活性最好。单金属的类型、负载量以及吸附条件对改性分子筛吸附脱硫性能具有明显影响,负载10[%](wt)Ag 改性的Ag10HY分子筛对DBT和4,6-DMDBT 具有显著的脱除作用,在温度60 ℃、吸附时间2 h的条件下,DBT 脱除率达到90%,DBT 含量由330 μg/g 降为33 μg/g;在温度40 ℃、吸附时间2.5h的条件下,4,6-DMDBT 脱除率达到94%,4,6-DMDBT 含量由330 μg/g 降至19.8 μg/g。
BET 结果表明改性分子筛的比表面积和孔容随Ag 负载量的增加而降低;XRD 结果表明,Ag的加入对HY分子筛的骨架结构没有影响,只是降低了衍射峰强度,并且没有Ag2O的特征峰出现;NH3-TPD 结果表明金属的加入使分子筛表面的强酸中心减少,中强酸中心增加。第二种金属的引入没有明显改善吸附活性,但是温度对双金属吸附剂吸附性能的影响较单金属改性的Ag10HY分子筛明显。
在温度400 ℃、空气介质的再生条件下,再生的Ag10HY 改性分子筛吸附剂对DBT和4,6-DMDBT 吸附脱除率仍分别达到89.4[%]和91.7[%],表明吸附剂具有良好的再生性能。