载铜5A分子筛在汽油模拟体系中脱硫性能的研究

近年,美国环保局计划将汽油中硫的质量分数从当前的300×10-6降到2006年的30×10-6,欧盟也已经通过了新的汽油硫质量分数标准为30×10-6~50×10-6,德国甚至提出计划使用无硫汽油[1]。中国汽油硫的质量分数高达800×10-6以上,与世界汽油品质距离甚远。因此汽油中硫化物的脱除成为当务之急。目前,脱硫技术主要有催化裂化脱硫、催化加氢脱硫、水蒸气脱硫、生物催化脱硫、吸附精制脱硫、氧化脱硫等[2~5]。吸附精制法具有净化度高、能耗低、易于操作等优点,高效的脱硫吸附剂制备是过程开发的关键。负载金属离子的活性纤维是脱除汽油中硫醇的一种…     

含CO体系在载铜吸附剂上吸附动态性能(2)--数学模型化研究

建立了合适的吸附动态模型,用于描述含CO体系在载铜吸附剂上的吸附特性,利用单组分实验数据的模型参数能够对多组分动态透过曲线进行很好的预测,不仅可减少实验工作量,而且对本体系吸附过程的工业放大设计具有指导意义,也为其它吸附过程数模的开发提供借鉴作用.     

负载金属离子ZSM-5分子筛膜脱除苯并噻吩-二苯并噻吩的性能

采用水热合成法制备ZSM-5分子筛膜,并通过负载金属离子对其进行改性。通过X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对所制备的膜进行表征。将所制得的ZSM-5分子筛膜经过负载金属离子改性后用于模拟汽油中苯并噻吩、二苯并噻吩二元硫化物的分离,考察负载离子种类、负载离子浓度和操作温度对二元硫化物竞争吸附和渗透通量的影响,并应用软硬酸碱理论(HSAB)分析吸附能力的强弱。结果表明:当Ag+浓度为0.2 mol/L时硫化物的分离因子最高可达1.31;随着操作温度的升高,ZSM-5分子筛膜渗透通量逐渐增大而分离因子逐渐减小。     

改性ZSM-5分子筛膜错流过滤分离苯并噻吩/3-甲基噻吩

二次水热合成法制得ZSM-5分子筛膜,经X线衍射光谱仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征后,确定所合成为ZSM-5分子筛膜,对其进行Ag+、Cu2+、Zn2+金属离子改性,错流过滤下分离含苯并噻吩/3-甲基噻吩的正己烷模拟汽油,并考察了离子浓度、活化温度、再生时间、再生次数对脱硫效果的影响。结果表明:负载浓度为0.2mol/L的Ag+对苯并噻吩/3-甲基噻吩的脱除率可达75%,分离因子最大接近1.6;活化温度在550℃时脱硫效果最佳;使用后的膜经再生4 h、再生2次以内可恢复一定的性能。     

La~(3+)掺杂LiMn_2O_4离子筛前驱体的制备及特性研究

以传统溶胶-凝胶法制备Li~+筛前驱体Li Mn_2O_4(LMO),并对水浴反应条件进行优化。溶液p H为6、反应时间为6 h时合成的样品结构最为稳定,掺La~(3+)后得到Li La_(0.01)Mn_(1.99)O_4(LLMO)。利用X线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)研究了材料的结构和表观形貌,通过等离子体发射光谱仪(ICP)确定元素的化学状态,并对溶损率、吸附容量和重复利用率进行考察和对比。结果表明:掺La~(3+)后的LLMO对Mn~(3+)溶损率与LMO相比下降了近34%,经5次循环实验后,LLMO吸附量仍达到初始吸附量的84.32%(21.3 mg/g),高于LMO的77.37%。由此可见,掺杂La~(3+)能有效地改善溶损问题,利于离子筛的循环与再生利用,且其对盐湖卤水有较好的离子选择分离性,为稀土掺杂LMO提供了依据和方向。     

载铜13X的制备及其对噻吩的吸附动力学

研究了载铜13X的制备以及吸附噻吩的动力学性能.实验考察了负载溶液、还原时间、还原温度以及预处理等方面对吸附剂制备的影响,得到了制备载铜13X吸附剂所需要的最优化条件.采用Crank单孔模型对测定的吸附动力学数据进行拟合,确定了不同温度下的噻吩在载铜13X上的扩散系数.实验结果表明,Crank单孔模型可很好地描述噻吩在载铜13X分子筛上的吸附过程.     

Cu(I)-13X吸附噻吩/苯并噻吩的动态性能

采用液相离子交换法制备Cu(I)-13X分子筛,进行噻吩(T)、苯并噻吩(BT)双组分的固定床动态吸附研究,考察模拟汽油原料中噻吩与苯并噻吩初始质量分数、床层停留时间、床层高度等条件对床层净化效果的影响.结果表明:随着模拟汽油原料中噻吩初始质量分数的增大,吸附剂饱和吸附容量增大,原料中噻吩初始质量分数为1 000μg/g时的吸附剂吸附容量比噻吩初始质量分数800μg/g时提高7.2%,增大原料中噻吩的初始质量分数,有利于苯并噻吩的脱除;床层停留时间较长有利于固定床吸附,停留时间由24 min增加至30 min时,吸附总容量增加19.2%,噻吩、苯并噻吩的饱和吸附量分别增加26.5%和25.5%;床层高度由16 cm增加至20 cm时,吸附剂饱和吸附容量增加8.9%,噻吩、苯并噻吩的饱和吸附量分别增加15.3%和6.6%.     

Ni~(2+)对Cu~+-13X分子筛动态吸附脱硫性能的影响

采用液相离子交换法制备Cu+-13X和Ni2+/Cu+-13X分子筛吸附剂,运用X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶红外光谱仪(FT-IR)等对样品进行表征。在常温和常压下,通过固定床吸附实验研究Cu+-13X和Ni2+/Cu+-13X对含有噻吩(TP)、2-乙基噻吩(2-ETP)的双组分模拟汽油的动态吸附脱硫性能。结果表明:Ni2+/Cu+-13X分子筛中Ni2+质量分数为1.54%时,Ni2+/Cu+-13X分子筛吸附脱硫效果最佳。动态吸附实验过程中,噻吩类硫化物与2种吸附剂之间均存在π配位作用,且噻吩与2-乙基噻吩之间存在竞争吸附,而Ni2+可以增大Cu+-13X吸附剂对2-乙基噻吩的吸附选择性;负载的Ni可以作为一种助剂,增加Cu+-13X吸附剂对噻吩类硫化物的吸附量,在相同的实验条件下,经Ni2+改性后的Cu+-13X对噻吩和2-乙基噻吩的穿透吸附量和饱和吸附量分别增加了66.9%、35.5%和24.4%、18.2%。     

分子模拟噻吩、苯、正己烷混合物在MFI和MOR中的吸附行为

采用GCMC方法模拟了噻吩-苯二元组分和噻吩-苯-正己烷三元组分在MFI和MOR沸石中的吸附分离性能. 结果表明, 对于噻吩-苯二元体系, 在MFI孔道中, 噻吩分子比苯分子都优先定位于孔道的交叉部分, 当总压升高时, 苯的吸附量增加, 噻吩的吸附量保持不变, 苯分子被噻吩分子“挤”到直型孔道之中, 该二元体系符合Clark等提出的竞争吸附模型. 而对于在MOR中的吸附, 噻吩和苯分子没有表现出明显不同的优先吸附位, 符合Clark等提出的体积填充模型. 对于噻吩-苯-正己烷三元体系, 在MFI沸石中, 正己烷的吸附量最大, 噻吩和苯的吸附量很小. 而对于MOR沸石, 噻吩的吸附量最大, 苯和正己烷的吸附量小, 对于这三种较大尺寸的分子, 只能位于MOR主孔道中, 当存在着少量的正己烷分子时, 就影响到了苯的吸附, 而正己烷对噻吩在MOR孔道中填充的影响要比苯小, 噻吩的吸附量影响不大.