汽油活性炭基脱硫吸附剂的制备与评价

以250℃温度下浓硫酸改性后的活性炭为载体,采用浸渍法制备了以MnO₂为活性组分的活性炭基的汽油脱硫吸附剂MnO₂/AC,考察了吸附剂的制备条件及脱硫条件对脱硫效果的影响。研究结果表明,适宜的吸附剂制备条件为,以Mn(NO₃)₂为活性组分前驱物,Mn(NO)₂浸渍液浓度0.15mol/L、常温下浸渍24h、焙烧温度350℃、焙烧时间2h。该吸附剂在静态吸附温度120℃、吸附时间2h、剂油质量比0.10的条件下可使原料油硫的质量分数从628.6×10^-6降至221.5×10^-6,脱硫率达到64.8%;在动态吸附温度60℃、空速1.76h^-1的条件下,初始流出汽油硫的质量分数降至21.8×10^-6,初始脱硫率达到96.5%。     

多孔微球镍锌复合型吸附剂反应吸附脱硫性能研究

考察了葡萄糖量对氧化锌微球形貌的影响,分别采用等体积浸渍法和水热法制备含Ni质量分数为5%的NiO/ZnO微球吸附剂,使用N2吸附-脱附、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等手段对NiO/ZnO微球吸附剂进行结构和形貌分析,并研究了制备方法对NiO/ZnO微球吸附剂物化性质的影响,再将其经H2还原后制得Ni/ZnO微球吸附剂,在模型汽油中使用噻吩作为含硫化合物,通过固定床反应器进行反应吸附脱硫性能研究。实验表明,与等体积浸渍法制备的负载型NiO/ZnO微球吸附剂相比,水热法制备的复合型NiO-ZnO微球吸附剂的比表面积和孔体积分别高达(40.45 m~2/g)和(0.096 cm~3/g),还原后所得复合型Ni-ZnO微球吸附剂具有更好的脱硫活性,在吸附温度350℃、压力1.0 M Pa、进料液体积空速6 h-1及氢气与模拟油体积比为60的条件下,可以将模拟油中的硫质量含量从1.5×10~(-4)降至10-5以下。并且拥有很好的再生能力,经过多次再生后仍保持很高的脱硫率,具有潜在的工业应用价值。     

π络合脱硫吸附剂Cu(Ⅰ)-Y的生物再生

吸附与生物技术的耦合是实现燃料油品清洁生产的新发展方向, 提出了一种吸附剂生物再生循环使用的新耦合方法, 首先用吸附剂吸附脱除油品中的含硫化合物, 然后用微生物脱附吸附剂表面吸附的硫化物, 实现吸附剂再生. 利用Y型分子筛通过离子交换再用He保护自动还原的方法制备了(络合吸附剂吸附Cu(Ⅰ)-Y, 以DBT为模型化合物考察了吸附剂的吸附性能. 以选择性脱硫菌德氏假单胞菌(Pseudomonas delafieldii)R-8为生物催化剂, 考察了细胞浓度、油相体积、水相/吸附剂比对吸附剂脱附率的影响. 加入油相可以大大提高DBT脱附量和生成2-HBP的量. 增加水相中脱硫菌R-8的浓度、增大水相/吸附剂比, 可以实现DBT脱附, 促进DBT转化为2-HBP. 在水相脱硫菌株R-8浓度为75 g·L-1、水相/吸附剂比为300 mL/g、油相/水相比1/3(V/V)的条件下, 脱附的DBT在6 h内转化率达到89%, 24 h内转化率为100%. 生成2-HBP的量主要由吸附剂吸附硫化物的量、水相中微生物细胞的浓度、油相/水相体积比、水相/吸附剂比决定. 吸附剂经过正辛烷洗涤、100℃下干燥24 h、He保护450℃还原活化3 h, 再生吸附剂的吸附能力为新鲜吸附剂的95%.     

棕榈纤维制备活性炭纤维及其对水中三氯生的吸附研究

以棕榈纤维为原材料、磷酸为活化剂制备活性炭纤维,通过单因素实验和正交实验深入探讨反应条件对活性炭纤维吸附性能的影响,并确定最佳制备条件。系统研究三氯生在活性炭纤维上的吸附热力学、动力学以及溶液p H值对吸附的影响,并研究比较乙醇洗脱与加热煅烧法对吸附饱和后的活性炭纤维的再生效果。结果表明,磷酸溶液质量分数和碳化温度对活性炭纤维吸附性能影响较大,活化剂浸渍时间对其影响较小,活性炭纤维的最佳制备条件为:磷酸溶液浓度25%,碳化温度400℃,活化时间36h。所制备的活性炭纤维的BET比表面积为1358.478m~2/g、微孔面积为1240.131m~2/g、平均孔径为1.886nm。活性炭纤维对三氯生的吸附等温线符合Langumuir方程,吸附是放热反应。动力学研究表明,吸附反应符合准二级动力学方程,且在5h后基本达到平衡。随着p H值的升高,材料对三氯生的吸附量略有下降。乙醇洗脱和加热煅烧均可有效再生吸附饱和后的活性炭纤维。     

π络合脱硫吸附剂Cu(I)-Y的生物再生

吸附与生物技术的耦合是实现燃料油品清洁生产的新发展方向,提出了一种吸附剂生物再生循环使用的新耦合方法,首先用吸附剂吸附脱除油品中的含硫化合物,然后用微生物脱附吸附剂表面吸附的硫化物,实现吸附剂再生.利用Y型分子筛通过离子交换再用He保护自动还原的方法制备了π络合吸附剂吸附Cu(I)-Y,以DBT为模型化合物考察了吸附剂的吸附性能.以选择性脱硫菌德氏假单胞菌(Pseudomonasdelafieldii)R-8为生物催化剂,考察了细胞浓度、油相体积、水相/吸附剂比对吸附剂脱附率的影响.加入油相可以大大提高DBT脱附量和生成2-HBP的量.增加水相中脱硫菌R-8的浓度、增大水相/吸附剂比,可以实现DBT脱附,促进DBT转化为2-HBP.在水相脱硫菌株R-8浓度为75g·L?1、水相/吸附剂比为300mL/g、油相/水相比1/3(V/V)的条件下,脱附的DBT在6h内转化率达到89%,24h内转化率为100%.生成2-HBP的量主要由吸附剂吸附硫化物的量、水相中微生物细胞的浓度、油相/水相体积比、水相/吸附剂比决定.吸附剂经过正辛烷洗涤、100℃下干燥24h、He保护450℃还原活化3h,再生吸附剂的吸附能力为新鲜吸附剂的95%.     

活性炭对乙酸乙酯的吸附和再生

研究了活性炭的孔结构和表面化学性质及水蒸气存在对活性炭吸附乙酸乙酯的影响. 结果表明,活性炭的微孔(＜1.70 nm)结构特征是活性炭吸附乙酸乙酯的主要因素,其表面性质对乙酸乙酯的吸附没有明显影响. 40 ℃下,具有丰富微孔的椰壳活性炭AC和Y2在乙酸乙酯入口体积分数为0.30%时,对乙酸乙酯的饱和吸附量分别为0.31和0.28 g/g. 在相对湿度低于40%时,活性炭对乙酸乙酯的饱和吸附量仍可达干燥条件下相应值的90%. 在180 ℃加热时可将吸附在活性炭上的乙酸乙酯有效地回收. 活性炭的吸附性能不受再生气体中所含少量O2的影响. 活性炭经6次再生循环使用,未发现其对乙酸乙酯的吸附性能发生变化.     

FCC汽油化学吸附脱硫剂及其应用

用充分还原的低价态金属Ni负载在钛酸锌或铁酸锌载体上制得催化裂化(FCC)汽油吸附脱硫剂颗粒.当硝酸镍的浸渍浓度约为10mol/L、浸渍时间1h、焙烧温度600℃和焙烧时间1h时,得到的吸附剂颗粒性能最佳.在固定床吸附器上,于350℃、0.75MPa条件下吸附,汽油中硫含量可从744μg/g降至50μg/g以下,且再生后的吸附剂寿命仍达到150h.合适的氢油比可保证汽油辛烷值在89左右,油品液收率(质量分数)在98%左右;H2气尾气流量为400mL/min时较好.     

πp络合脱硫吸附剂Cu(I)-Y的生物再生

吸附与生物技术的耦合是实现燃料油品清洁生产的新发展方向, 提出了一种吸附剂生物再生循环使用的新耦合方法, 首先用吸附剂吸附脱除油品中的含硫化合物, 然后用微生物脱附吸附剂表面吸附的硫化物, 实现吸附剂再生. 利用Y型分子筛通过离子交换再用He保护自动还原的方法制备了π络合吸附剂吸附Cu(I)-Y, 以DBT为模型化合物考察了吸附剂的吸附性能. 以选择性脱硫菌德氏假单胞菌(Pseudomonas delafieldii)R-8为生物催化剂, 考察了细胞浓度、油相体积、水相/吸附剂比对吸附剂脱附率的影响. 加入油相可以大大提高DBT脱附量和生成2-HBP的量. 增加水相中脱硫菌R-8的浓度、增大水相/吸附剂比, 可以实现DBT脱附, 促进DBT转化为2-HBP. 在水相脱硫菌株R-8浓度为75 g·L^-1、水相/吸附剂比为300 mL/g、油相/水相比1/3(V/V)的条件下, 脱附的DBT在6 h内转化率达到89%, 24 h内转化率为100%. 生成2-HBP的量主要由吸附剂吸附硫化物的量、水相中微生物细胞的浓度、油相/水相体积比、水相/吸附剂比决定. 吸附剂经过正辛烷洗涤、100℃下干燥24 h、He保护450℃还原活化3 h, 再生吸附剂的吸附能力为新鲜吸附剂的95%.     

NiO/ZnO-Al2O3吸附剂吸附脱除焦炉气中COS

采用浸渍法制备了NiO/ZnO-Al₂O₃吸附剂,在固定床装置上对模拟焦炉气中的COS进行吸附脱除,并采用XRD和压汞仪对吸附剂进行了表征。实验结果表明,吸附反应适宜的工艺条件为350 ℃、0.40 MPa、空速500~1 000 h^-1,在此条件下吸附剂可将焦炉气中的COS从320~450 mg/m³降低至0.5 mg/m³,烯烃的体积分数从2.3%~4.5%降为0,其他组分含量不变,吸附剂穿透硫容为17.18%。吸附剂的再生实验表明,吸附剂再生前后晶形、孔结构及硫容变化不大,吸附剂具有较好的再生性能。通过实验总结出脱硫过程为COS首先吸附在还原态Ni原子上,在Ni作用下COS中S-C断裂生成NiS,然后生成H₂S,H₂S与ZnO反应生成ZnS。     

AgCeY分子筛吸附剂的制备及性能研究

以NaY分子筛为载体,通过液相离子交换法制备了经Ag、Ce双金属离子改性的AgCeY吸附剂,并利用UV-vis、XRD、BET、ICP、XPS和FT-IR技术对吸附剂进行了表征。以噻吩/苯并噻吩/正辛烷/甲苯体系为汽油模拟体系,考察了制备条件和吸附条件对吸附剂脱硫性能的影响以及吸附剂再生性能。结果表明,AgCeY吸附剂上Ag、Ce这两种金属元素分别以Ag⁺、Ce⁴⁺形式存在,AgCeY吸附剂具有类似于AgY的高的脱硫性能,又具有类似于CeY的高的吸附选择性,AgCeY对噻吩(TP)和苯并噻吩(BT)的吸附选择性顺序为BT > TP;最适宜的制备条件为先交换Ag后交换Ce离子、离子交换24 h、Ce/Ag物质的量比为2.5、500 ℃焙烧;在原料20 mL、AgCeY吸附剂用量0.2 g、吸附温度50 ℃、吸附时间60 min下,噻吩脱硫率可达到59.0%,苯并噻吩脱硫率达到96.5%。     

四氟硼酸改性活性炭的制备及其吸附脱除二苯并噻吩性能

采用浸渍法制备了四氟硼酸(HBF₄)改性活性炭,并研究了其对模拟油中二苯并噻吩(DBT)的吸附脱除性能。利用傅里叶红外光谱(FT-IR)、差示热分析仪(TG-DTA)、X射线光电子能谱(XPS)以及N₂吸附技术对吸附剂的表面态和孔结构进行了表征,考察了四氟硼酸浓度、热处理温度以及模拟油中DBT浓度对吸附脱硫效果的影响。结果表明,经质量分数0.5%的HBF₄溶液浸渍、140 ℃热处理后,在剂油比1:100条件下,活性炭的吸附容量为352 mg/g,较未改性活性炭提高了72.5%。     

Ag-Y/MIL-101吸附剂的制备及其吸附脱硫性能

通过银、钇双金属改性制备了Ag-Y/MIL-101吸附剂,并对Ag-Y/MIL-101进行了X射线衍射(XRD)、电镜(SEMEDS)、比表面积(BET)和热重(TG-DTG)表征。考察了Ag-Y/M IL-101金属负载顺序、金属负载浓度、金属溶液用量、负载时间对脱硫性能的影响,优化了吸附脱硫条件。结果表明,金属改性得到的Ag-Y/MIL-101保持了MIL-101的晶格结构。与M IL-101相比,Ag-Y/MIL-101的比表面积和孔容均有所下降。适宜Ag-Y/MIL-101的制备条件为:先负载银后负载钇,银离子和钇离子的负载浓度均为30 mmol/L,金属溶液用量均为1 mL,负载时间为8 h。适宜Ag-Y/MIL-101的吸附脱硫条件为:吸附剂用量0.05 g,模拟油为10 mL,吸附温度为60℃,吸附时间为8 h。在此条件下,Ag-Y/MIL-101对噻吩的吸附量达到21.7 mg/g。Ag能显著提高MIL-101的吸附硫容,Y能显著提高MIL-101的吸附选择性,因此,Ag-Y/MIL-101吸附剂中Ag和Y的协同作用使其拥有比MIL-101更高的硫容和噻吩脱硫选择性。     

离子液体负载的金属框架Py/MOF-199的制备及其吸附脱硫性能

制备了金属框架MOF-199(Cu-BTC),并将[Hnmp][H2PO4]离子液体负载到MOF-199上合成了离子液体负载的金属框架Py/MOF-199。对吸附剂进行了X射线衍射、红外光谱、扫描电镜、比表面积表征。考察了MOF-199预处理条件、离子液体负载方式、负载量、负载温度、负载时间对噻吩吸附脱除性能的影响,通过正交实验优化了吸附剂的制备条件和吸附脱硫条件。结果表明,离子液体改性得到的Py/MOF-199保持了MOF-199的规则的八面体结构。Py/MOF-199的适宜制备条件为:采用二氯甲烷索氏提取并真空干燥法进行预处理MOF-199后,再用溶剂热法负载[Hnmp][H_2PO_4],负载温度为50℃,负载时间为8 h,负载量为7%。各因素对吸附剂脱硫性能影响大小顺序为:负载温度负载时间离子液体负载量。适宜Py/M OF-199吸附脱硫条件为:模拟油为10 mL,吸附剂用量0.2 g,吸附温度70℃,吸附时间1 h。在此条件下,噻吩脱除率可达到96.7%。     

介孔硅胶在柴油氧化-吸附组合脱硫中的应用研究

以硅胶(SG)为吸附剂,采用自制的双亲催化剂与H₂O₂组成的催化氧化体系将柴油进行氧化,利用固定床动态吸附法考察了硅胶性质、氧化过程及吸附条件等对硅胶吸附脱硫性能的影响,并对硅胶进行了表征。小角XRD和氮气吸脱附结果表明,实验所用硅胶具有介孔结构。吸附脱硫实验结果表明,在油剂比(柴油与吸附剂的体积比)相同时,氧化-吸附脱硫过程脱硫率明显高于吸附脱硫过程脱硫率;选用硅胶作吸附剂,吸附温度为40℃,吸附空速为6.0 h^-1时脱硫效果较好,当油剂比为1时,脱硫率高达94.57%,且该介孔硅胶具有较大的吸附硫容,随油剂比增大下降缓慢,当油剂比增大到15时,脱硫率仍达85.89%。     

Impact of impregnation pressure on desulfurization performance of Zn-based sorbents supported on semi-coke

High-pressure impregnation, a new preparation method for sorbents to remove H2S from hot coal gas, is introduced in this paper. Semi-coke (SC) and ZnO is selected as the support and active component of sorbent, respectively. The sorbent preparation process includes high-pressure impregnation, filtration, ovendry and calcination. The aim of this research is to primarily study the effects of the impregnation pressure on physical properties and desulfurization ability of the sorbent. The desulfurization experiment was carried out in a fixed-bed reactor at 500°C and a simulated coal gas used in this work was composed of CO (33 vol%), H2 (39 vol%), H2S (300 ppm in volume), and N2 (balance). Experimental results show that the pore structure of the SC support can be improved effectively and ZnO active component can be uniformly dispersed on the support, with the small particle size of 10-500 nm. Sorbents prepared using high-pressure impregnation have better desulfurization capacity and their active components have higher utilization rate. P20-ZnSC sorbent, obtained by high-pressure impregnation at 20 atm, has the best desulfurization ability with a sulfur capacity of 7.54 g S/100g sorbent and a breakthrough time of 44 h. Its desulfurization precision and efficiency of removing H2S from the middle temperature gases can reach <1 ppm and >99.7%, respectively, before sorbent breakthrough.     

改性黏土负载多乙烯多胺对H_2S的高效捕集

以工业建材级黏土矿石粉为原料,经酸处理或煅烧改性后,利用其多孔性负载多乙烯多胺制得吸附材料,并考察了其硫化氢脱除性能.实验结果表明,经400℃煅烧改性的材料的硫化氢脱除效果最佳.考察了负载方法、吸附温度、水蒸气预处理和负载量等因素对吸附的影响,发现在较低温度以及预加湿的情况下,硫化氢的脱除效果最显著,脱除率接近100%.负载量为33.3%的吸附剂的穿透硫容及饱和硫容均优于其它负载量的吸附剂.再生实验表明,吸附剂可以在较低温度下轻易再生,且多次再生后脱硫效果无显著下降.红外光谱和比表面积测试结果表明,该吸附剂对硫化氢的吸附以化学吸附为主.     

活性炭液相吸附去除噻吩硫化物的研究

迄今为止，国内外降低汽油硫含量的方法主要有原料加氢脱硫、汽油加氢脱硫、溶剂抽提脱硫、催化裂化脱硫、氧化脱硫、生物脱硫、吸附脱硫及组合技术，同时一些非常规技术如膜过程脱硫、等离子体和光脱硫也在积极探索之中。