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重油催化氧化热解耦合脱硫反应规律研究
| 论文题名： | 重油催化氧化热解耦合脱硫反应规律研究 |
| 关键词： | 船用燃料油;催化氧化;热解处理;脱硫效率 |
| 摘要： | 近几年，人们越来越关注环境污染等问题，为了确保人类社会的可持续发展，近到日常生活中汽车的废气排放，远到海面船舶、港口等大型污染物的排放，都逐渐进入人们的视线，引起人们的关注。为了避免空气污染和改善环境空气质量，控制船舶燃料燃烧产生的气体排放已成为全球共识。世界各国都制订了相应的海洋燃料油产品标准，以便从源头上控制海洋燃料燃烧产生的气态污染物的排放。为了适应石油产品低硫化的趋向，研究燃油的深度脱硫技术已成为重中之重。然而，传统的加氢脱硫不仅反应条件严苛，成本较高且噻吩环难以除去，无疑不适合当前的超低燃料脱硫，非加氢脱硫这两年越来越受到学者们的关注，而最有前途的脱硫技术为催化氧化脱硫系统。杂多酸的结构非常稳定，且其具有强酸性及可氧化性，因此常被用于催化氧化体系中的催化剂使用。 在该实验中，主要以磷钼酸作为实验原料，制备[HPMo][MnO]/SiO2、[HPMo][CeO2]/SiO2等一系列的磷钼酸金属盐催化剂，并对所制备的催化剂进行表征分析。选择H2O2对重油中的含硫化合物进行氧化，用DMF来萃取重油中的硫化物，评价该类型催化剂对FCC催化油浆催化氧化脱硫性能，探究氧化过程的最佳工艺条件，并探究催化剂的氧化脱硫机制。并对氧化后的FCC催化油浆进行热解处理脱硫，探究热解温度、釜内停留时间与硫含量的关系。 经过实验探究，所得的的实验结果为：以磷钼酸为原料，掺杂金属后的催化活性为[HPMo][CeO2]/SiO2gt;[HPMo][MnO]/SiO2gt;[HPMo][CoO]/SiO2gt;[HPMo][NiO]/SiO2gt;[HPM o][La2O3]/SiO2。以脱硫率为评价标准，经过实验探究后，得到最佳氧化条件为：以H2O2为氧化剂，n(O/S)=6，m([HPMo][CeO2]/SiO2)：m(油)=15%，70℃条件下反应3h。最佳萃取条件为：萃取剂为DMF，V(DMF):V(油品))=1:1，在30℃条件下萃取40min。并对氧化-萃取的机理进行推测：氧化脱硫反应是氢过氧钼酸盐的活性物质引发的表面的反应，而氢过氧钼酸盐是H2O2与催化剂表面的MoⅥ活性中心相互作用的产物，氢过氧钼酸盐在水释放的过程中形成过氧物质，后与硫化物反应形成强极性的亚砜及砜类物质，然后使用DMF将砜或亚砜萃取出来，从而达到去除硫化物的目的。 氧化-热解脱硫主要是重质油经过催化氧化后，在380-420℃范围内进行热解处理，以破坏已在氧化过程中减弱的C-S键，从而达到脱硫的效果。通过实验探究得到热解最佳条件为400℃下热解停留时间1h，此时FCC催化油浆的脱硫率为41.7%，油品收率为93.1%。将最优条件应用于氧化沥青中，脱硫率为35.3%，油品收率达85.6%。 |
| 作者： | 吴柯 |
| 专业： | 化学工程 |
| 导师： | 王加宁;刘东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中国石油大学(华东) |
| 学位年度： | 2020 |
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