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芳烃化合物和含氮化合物对活性炭脱硫的影响

作　者: 范飞超
导　师: 梁晓怿
学　校: 华东理工大学
专　业: 化学工艺
关键词: 柴油脱硫活性炭比表面积
分类号: TE624.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 22次
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内容摘要

柴油中的有机硫在燃烧过程中转变为氧化硫,造成大气污染。随着世界各国对环境问题的重视,柴油含硫量的限制越来越严格,低硫化甚至无硫化必然成为发展趋势。目前广泛使用的脱硫工艺是加氢脱硫(HDS),这种工艺要求高温(320-380℃)、高压(3-7MPa),需消耗大量的H2,操作条件比较苛刻,且难以脱除稠环噻吩类含硫化合物及其衍生物,如二苯并噻吩。因此迫切需要寻找一种经济且环境友好的柴油脱硫工艺。本文考察了柴油中的芳烃化合物(萘、甲基萘),含氮化合物(喹啉、吲哚)对含硫化合物(二苯并噻吩、4,6-二甲基二苯并噻吩)在苯乙烯基球形活性炭(ACstyrene)上的吸附行为的影响,以探讨球形活性炭吸附各种化合物存在差异的原因。在不同芳烃化合物和含氮化合物浓度下,用静态吸附法测定了二苯并噻吩吸附等温线,根据Langmiur吸附等温模型对吸附等温线数据进行拟合,得出方程参数。结果表明,随着芳烃化合物或含氮化合物浓度的增加,相同平衡浓度下二苯并噻吩吸的平衡吸附量逐渐减小。含氮化合物的影响大于芳烃化合物的,甲基萘对活性炭吸附二苯并噻吩吸的影响要大于萘,吲哚大于喹啉。Langmiur拟合参数中平衡吸附常数kL随芳烃化合物或或含氮化合物浓度的增加而降低,而饱和吸附量qm基本不随芳烃化合物浓度变化而变化。考察了树脂基球形活性炭(ACstyrene)与聚乙烯醇(PVA)复合前后在单溶质(二苯并噻吩/辛烷,甲基萘/辛烷)和多溶质溶液(二苯并噻吩、甲基萘/辛烷)中对二苯并噻吩吸、甲基萘的平衡吸附和动态吸附。结果表明复合前后,二苯并噻吩、甲基萘在初始浓度为10μmol/g的平衡吸附量减低量在3%以内,但多溶质溶液与单溶质溶液相比,ACstyrene和ACstyrene/PVA对DBT的吸附量分别降了14.5%、16.8%,而对MNA的吸附量分别降了63.8%、66.0%。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章文献综述  10-23
  1.1 柴油脱硫的重要性  10-12
    1.1.1 柴油中的硫化物  10-11
    1.1.2 柴油脱硫的重要意义  11-12
  1.2 柴油脱硫方法  12-15
    1.2.1 柴油加氢脱硫  12-14
    1.2.2 柴油非加氢脱硫  14-15
  1.3 吸附脱硫研究进展  15-21
    1.3.1 吸附脱硫的研究背景  15-16
    1.3.2 吸附脱硫的理论基础  16
    1.3.3 吸附脱硫的材料  16-18
    1.3.4 吸附脱硫的机理  18-21
  1.4 本论文的研究目的和意义  21-23
    1.4.1 研究的目的和意义  21-22
    1.4.2 研究的内容  22-23
第2章实验部分  23-27
  2.1 实验原料与仪器  23-24
    2.1.1 实验试剂和原料  23-24
    2.1.2 实验主要仪器及其参数  24
  2.2 实验方法  24-26
    2.2.1 模拟柴油的配制  24
    2.2.2 静态吸附及吸附等温线的测定  24-25
    2.2.3 动态吸附及穿透曲线的测定  25-26
    2.2.4 吸附动力学曲线的测定  26
  2.3 吸附剂表征  26-27
    2.3.1 氮气吸附  26
    2.3.2 电子扫描电镜(SEM)分析  26-27
第3章吸附平衡研究  27-52
  3.1 吸附平衡模型  27-30
  3.2 芳香烃和含氮化合物对二苯并噻吩平衡吸附影响  30-47
    3.2.1 单组份的平衡吸附  30-32
    3.2.2 两组分的平衡吸附  32-47
  3.3 不同种类活性炭对脱硫的影响  47-51
  3.4 本章小结  51-52
第4章吸附动态过程研究  52-62
  4.1 固定床吸附动态研究  52
  4.2 芳香烃和含氮化合物对DBT动态吸附影响  52-57
    4.2.1 单组份的动态吸附  53-54
    4.2.2 两组分的动态吸附  54-57
  4.3 不同种类活性炭对动态吸附脱硫的影响  57-61
    4.3.1 沥青基球形活性炭的吸附行为  57-58
    4.3.2 苯乙烯基球形活性炭的动态吸附行为  58-59
    4.3.3 酚醛树脂基球形活性的动态吸附行为  59-61
  4.4 本章小结  61-62
第5章聚乙烯醇包覆苯乙烯基球形活性炭选择性吸附脱硫的研究  62-74
  5.1 聚乙烯醇/苯乙烯基球形活性炭脱硫剂的制备  62
  5.2 脱硫剂的分析表征  62-64
    5.2.1 表面形貌分析  62-63
    5.2.2 孔结构分析  63-64
  5.3 吸附平衡研究  64-65
    5.3.1 单组份的吸附平衡实验  64-65
    5.3.2 两组份的吸附平衡实验  65
  5.4 吸附动力学研究  65-71
    5.4.1 拟一级动力学方程  66
    5.4.2 拟二级动力学方程  66
    5.4.3 单组份的吸附速率实验  66-68
    5.4.4 两组份的吸附速率实验  68-71
  5.5 固定床动态吸附研究  71-73
    5.5.1 单组份的穿透曲线  71-72
    5.5.2 两组份的穿透曲线  72-73
  5.6 本章小结  73-74
第6章主要结论及工作展望  74-75
  6.1 主要结论  74
  6.2 工作展望  74-75
参考文献  75-80
攻读硕士学位期间发表的论文  80-81
致谢  81

芳烃化合物和含氮化合物对活性炭脱硫的影响

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