凹凸棒脱硫剂脱除H_2S和油品的脱色研究

【摘要】随着”绿色化学”理念的深入持续发展,用安全、环保的绿色吸附剂成为绿色化学的重要研究内容之一。利用凹凸棒的特性及特点开发出一些新型吸附剂具有很好的前景。本课题以凹凸棒为主体原料,制备了负载纳米氧化铁的凹凸棒脱硫剂、掺杂Ni负载纳米二氧化锰的凹凸棒脱硫剂、负载离子液体的凹凸棒脱硫剂、馏分油脱色剂和轮胎油脱色剂,进行硫化氢脱除和油品脱色的实验研究。实验结果如下：(1)以凹凸棒为载体,淀粉糖苷非离子表面活性剂为分散剂,负载纳米氧化铁为活性组分制备脱硫剂。采用L18(2×73)正交试验和单因素试验,对气体流量为lOmL/min的纯H2S气体,在不同条件下制备的脱硫剂进行H2S气体脱除研究。脱除H2S的最大硫容为29.98%。通过IR、XRD、TEM和XPS对脱硫前后的脱硫剂进行脱硫机理分析。凹凸棒吸附的H2S与其负载的活性组分纳米氧化铁反应,生成黑色FeS、S和水。在反应过程中,Fe203一方面作为催化剂加速H2S的分解,另一方面作为氧化剂与H2S反应。生成的FeS又将会被空气中的氧气氧化生成红褐色的氧化铁,还原出单质硫,空气中的氧气对凹凸棒脱硫剂起到一定的再生效果。(2)以凹凸棒为载体,采用水溶液化学沉积法制备纳米二氧化锰,并掺杂Ni共同负载在凹凸棒上制备脱硫剂。采用L9(43)正交试验,对不同条件下制备的脱硫剂进行H2S气体脱除研究。脱除H2S的最大硫容为16.24%。通过实验数据,IR和XRD分析可知,①Ni的掺杂,脱硫反应变的较缓慢,反应不产生二次污染物S02,且生成白色产物MnSO4、H2S分别以S单质和SO42-的状态被固定下来。助剂Ni的加入可以避免二次污染；②非离子表面活性剂的加入能够抑制掺杂Ni的负载纳米MnO2的凹凸棒脱硫剂的脱硫性能,致使硫容降低。(3)以凹凸棒为载体,采用浸渍法将溴代正丁基吡啶负载到凹凸棒上制备脱硫剂。采用L9(43)正交试验,初步探索负载溴代正丁基吡啶凹凸棒脱硫剂制备的最佳工艺条件：离子液体与凹凸棒比1：3、搅拌时间60mmin、静置时间60min、干燥温度为100℃,脱除H2S的最大硫容为5.7%。(4)经多种凹凸棒和活性白土脱色对比研究表明,在100℃下活化的盱眙凹凸棒脱色剂的脱色率最佳,为75.48%。通过正交试验和进一步对盱眙凹凸棒进行活化温度的单因素实验,当活化温度为300℃,最大脱色率达到77.42%。红外分析判断凹凸棒吸附了易使汽油颜色加深的含硫化合物和不饱和烃等。(5)以凹凸棒为脱色剂,结合酸碱精制和蒸馏,采用两组L9(43)正交试验,以吸光度为正交试验的评价指标,对轮胎裂解燃料油进行了脱色研究。最大脱色率为84.85%。检测了脱色油品的密度、闭口闪点和粘度性能指标。利用FT-IR、XRD、TEM、BET等技术对凹凸棒脱色剂进行了表征。
【作者】魏国玉；
【导师】王青宁；李澜；
【作者基本信息】兰州理工大学，化学工艺，2014，硕士
【关键词】凹凸棒；脱硫剂；脱色剂；硫化氢；馏分油；轮胎油；

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