超声波辐照浸渍法制备MnO2/γ-Al2O3催化剂及其柴油催化氧化脱硫性能

分别采用超声波辐照浸渍法和普通浸渍法制备了MnO2/γ-Al2 O3催化剂,运用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)和X射线衍射(XRD)对催化剂进行表征,在空气-异丁醛-MnO2/γ-Al2 O3体系中评价其对加氢柴油的氧化脱硫催化性能,并考察了反应温度、异丁醛用量、空气流量、溶剂类型和剂/油体积比对柴油氧化脱硫反应的影响.结果表明,超声波辐照浸渍法制备的MnO2/γ-Al2 O3催化剂对柴油氧化脱硫的催化性能明显优于普通浸渍法制备的催化剂.最适宜的催化柴油氧化脱硫反应的条件为:乙腈为溶剂、加氢柴油30 mL、温度35℃、异丁醛20 mmol、空气流量0.06 L/min、超声波辐照浸渍法制备的MnO2/γ-Al2 O3催化剂0.08 g、剂/油体积比1/6和催化氧化时间10 min.在此条件下可将柴油硫质量分数从542 μg/g降至31 μg/g,柴油脱硫率和回收率分别为94.3％和93.3％.     

废气净化装置和CO_2回收系统

<正>在燃烧装置配置的湿式脱硫装置的下游配备废气净化装置,包括:1)容器本体,将来自湿式脱硫装置的废气从下部导入并从上部导出;2)辅助脱硫部分,具有喷射喷嘴用于喷射碱溶液而净化废气;3)袋式过滤器,设在喷射喷嘴上方,将废气所含的粒子分离;4)反洗喷嘴,从袋式过滤器的上部喷射压缩气体而反洗;5)废液接受罐,接受来自容器本体的废液;6)供给泵,将废液接受罐的废液作为碱溶液供给     

超声波辐照浸渍法制备MnO2/γ-A12O3催化剂及其柴油催化氧化脱硫性能

 分别采用超声波辐照浸渍法和普通浸渍法制备了MnO₂/γ-Al₂O₃催化剂,运用电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES）和X射线衍射（XRD）对催化剂进行表征,在空气-异丁醛-MnO₂/γ-Al₂O₃体系中评价其对加氢柴油的氧化脱硫催化性能,并考察了反应温度、异丁醛用量、空气流量、溶剂类型和剂/油体积比对柴油氧化脱硫反应的影响。结果表明,超声波辐照浸渍法制备的MnO₂/γ-Al₂O₃催化剂对柴油氧化脱硫的催化性能明显优于普通浸渍法制备的催化剂。最适宜的催化柴油氧化脱硫反应的条件为：乙腈为溶剂、加氢柴油30 mL、温度35℃、异丁醛20 mmol、空气流量0.06 L/min、超声波辐照浸渍法制备的MnO₂/γ-Al₂O₃催化剂0.08 g、剂/油体积比1/6和催化氧化时间10 min。在此条件下可将柴油硫质量分数从542μg/g 降至31μg/g,柴油脱硫率和回收率分别为94.3%和93.3%。     

磷钨酸/氧化锆催化剂催化氧化柴油脱硫

采用过饱和浸渍法制备了负载型催化剂HPW/ZrO_2(HPW为磷钨酸),利用XRD、FTIR和N_2吸附-脱附方法对催化剂进行了表征。以H_2O_2为氧化剂、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为相转移催化剂,对比研究了HPW和HPW/ZrO_2催化剂的氧化脱硫性能,同时考察了氧化反应条件、催化剂的循环使用性能和氧化反应动力学。实验结果表明,HPW/ZrO_2催化剂的脱硫效果优于HPW催化剂;在n(H_2O_2):n(S)=4.0、HPW/ZrO_2催化剂用量为2.5%(基于柴油质量)、CTAB用量为0.25%(基于柴油质量)、氧化温度60℃、氧化时间90 min的条件下脱硫效果最佳,柴油中硫的含量由3 647 mg/L降至72 mg/L,脱硫率达98.0%。催化剂循环使用3次后脱硫率仍达95.3%,且该氧化脱硫反应符合一级动力学。GC-SCD分析结果显示,HPW/ZrO,催化氧化法易脱除柴油中加氢法难以脱除的二苯并噻吩及其衍生物。     

气田高含硫污水负压气提脱硫及尾气无害化处理技术研究

针对目前普光气田高含硫污水气提脱硫率低的问题,通过采用“曝气+负压气提+尾气催化氧化”工艺技术,设计正交实验,优选出最优负压气提脱硫操作条件为:污水pH值4.0、温度20℃、气提真空度-0.02 MPa、空气曝气气液体积比20∶1,污水负压气提脱硫率高达94%。各操作条件对脱硫率的影响由强到弱顺序为:空气曝气气液比、污水pH值、气提真空度和污水温度。实验优选出铁基离子液体作为尾气脱硫催化剂。结果表明,铁基离子液体中Fe 3+对H 2S氧化速率很快,净化后尾气中H 2S质量浓度为0 mg/m^3,氧化产物为单质S,同时离子液体可通过空气将Fe 2+氧化成Fe 3+,实现低成本循环利用,解决了含硫尾气燃烧的SO 2排放问题。     

直馏柴油选择催化氧化脱硫催化剂的制备与评价

制备了直馏柴油催化氧化脱硫催化剂苯甲酸锌、B2O3和复合催化剂FTS-1。以O2为氧化剂,考察了3种催化剂催化氧化直馏柴油中的硫化物的脱硫效果。研究结果发现,苯甲酸锌催化剂脱硫效果明显,脱硫后直馏柴油中的硫含量达到小于300μg/g的欧洲Ⅱ类排放标准;B2O3催化剂脱硫效果差,但萃取柴油的收率较高;复合催化剂FTS-1可选择催化氧化直馏柴油,抑制烃类化合物的深度氧化,降低氧化柴油的酸值,极大地改善了脱硫柴油的质量,提高脱硫柴油的收率。在搅拌转速700r/m in、苯甲酸锌质量分数0.15%、B2O3质量分数2%、反应温度150℃、氧气压力1.3M Pa、反应时间60m in的条件下,复合催化剂FTS-1脱硫后直馏柴油中硫含量可降到271μg/g,脱硫率达到87.8%。     

硫磺回收装置烟气排放超标原因分析及对策

分析了金澳科技(湖北)化工有限公司2×10~4 t/a硫磺回收装置排放烟气中SO_2含量超标的原因,并采取了相应的改造措施,主要包括:①将液硫池废气由尾气炉改至燃烧炉;②更换更高效的脱硫溶剂;③更换有机硫水解能力更强的催化剂;④在尾气吸收塔后串联1台尾气碱洗塔。在实施①②③及优化工艺参数的前提下,排放烟气中SO_2质量浓度小于100 mg/m~3。     

WO3-TiO2/SBA-15的光催化氧化柴油脱硫性能

以钛酸四正丁酯为钛源、钨酸钠为钨源、SBA-15为催化剂载体,采用孔道内水解法制备WO3-TiO2/SBA-15样品并用XRD、BET进行表征,并将其应用于模拟柴油的光催化氧化脱硫实验,考察催化剂用量、n（O）/n（S、反应温度、反应时间等对光催化氧化脱硫的影响。结果表明：在催化剂用量为4 g/L、n（O）/n（S）为8、反应温度为50 ℃、反应时间为2 h的条件下,模拟柴油的脱硫率可达87.9%,催化剂重复使用5次后脱硫率仍可达到64.9%。表明WO3-TiO2/SBA-15催化剂具有较好的光催化氧化脱硫性能和再生性能。     

溶胶凝胶法制备体相型Mo-Ni复合氧化物催化剂及其加氢脱硫性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了体相型Mo-Ni复合氧化物加氢脱硫催化剂,并对其进行XRD,BET,NH3-TPD等表征,以二苯并噻吩质量分数2%的正辛烷溶液为原料,在连续固定床反应装置上对催化剂的加氢脱硫性能进行评价,考察催化剂焙烧温度、溶胶凝胶过程中溶液pH以及淀粉的加入量等对催化剂性质和性能的影响。结果表明：在500 ℃以上高温焙烧后的氧化态催化剂中主要存在α-NiMoO4和β-NiMoO4晶相,硫化态催化剂中则存在MoS2和Ni2S3晶相;焙烧温度的升高有利于氧化态催化剂形成α-NiMoO4晶相,溶液碱性的增加则有利于形成β-NiMoO4晶相,二者均导致催化剂的总酸量显著降低;淀粉的加入对氧化态催化剂的晶相影响很小,但有利于提高活性组分的分散性,适量淀粉的加入可提高催化剂的比表面积和孔体积;在焙烧温度为600 ℃、溶液pH为 2和淀粉加入量为 15 g/mol的条件下所制备的催化剂具有较高的加氢脱硫活性,在反应温度为 260 ℃、反应压力为 2.5 MPa、体积空速为 2 h-1和氢油体积比为 300的条件下,对于硫质量分数为3480μg/g的原料,加氢脱硫率高达98.3%,二苯并噻吩的反应以加氢脱硫路径占优势,加氢脱硫路径与氢解脱硫路径反应的比值约为1.23。     

催化裂化柴油空气氧化脱硫工艺研究

实验以空气作氧化剂,甲酸作催化剂,甲醇作萃取剂,以催化氧化反应与溶剂萃取相结合法,对催化裂化柴油进行氧化萃取脱硫。经单因素实验考察了催化剂用量、催化氧化温度、时间、空气压力及萃取剂的用量等对催化裂化柴油硫含量的影响。适宜的脱硫条件为:反应温度80℃,反应时间60 min,空气压力0.6 MPa,催化剂用量10%(与柴油的体积比)。经催化氧化,柴油硫含量可由1 694.2μg/g降至347.3μg/g,脱硫率达79.5%。     

国外动态

Catasulf法脱硫美国专利No.4507274处理含H_2S 5—15V％的酸性气体的脱硫法,应用于渣油部分氧化、煤气化或天然气脱硫,硫回收率为94—99·99％;产品硫特别纯净;还可副产4.OMPa的水蒸气。含H_2S气体与化学计量的空气或氧气一起经水蒸气加热后,进入等温管式反应器(内装高活性、高选择性的新鲜催化剂),在反应器内,总硫化物中的94％转化成元素硫。反应热用来生产中压蒸汽(作本装置的加热介质)。反应产物经冷凝冷却回收     

钼基改性催化剂的制备及其催化氧化脱硫性能研究

采用自组装的方法合成了氧化硅,考察了硅源浓度、模板剂用量及陈化时间对氧化硅介孔结构的影响。以氧化硅为载体,采用等体积浸渍法制备了钼基负载型催化剂,并加入柠檬酸、硝酸镧、硝酸铈对其进行改性。在温和条件下,以双氧水为氧化剂,考察了不同改性催化剂对减压馏分油（VGO）的催化氧化脱硫性能,并优化了催化氧化脱硫条件。结果表明：氧化硅的最佳合成条件为硅源浓度0.68 mol/L、CTAB/TEOS摩尔比0.22、陈化时间2 h;催化剂脱硫活性由大到小的顺序为Ce-MoO3/SiO2＞CA-MoO3/SiO2＞MoO3/SiO2＞La-MoO3/SiO2;以Ce-MoO3/SiO2为催化剂时,最佳催化氧化脱硫条件为氧化温度70 ℃、O/S摩尔比8、氧化时间2 h、催化剂的加入量（w）15%,此条件下VGO脱硫率达到64.8%。     

噻吩脱硫过程中钒氧化物晶格氧的作用

以γ-Al₂O₃、VO₂和V₂O₅为催化剂,在连续固定床微反装置上、500℃下,考察了噻吩在常压下的脱硫反应过程,并进行了噻吩原位吸附红外光谱、XPS光电子能谱、XRD等表征。结果表明,在催化裂化反应条件下,采用具有单纯L酸中心的催化剂时,噻吩脱硫反应的转化率很低;采用具有单纯氧化-还原中心的催化剂时,噻吩可被氧化成CO、CO₂及SO₂,但转化率也较低;采用既具有酸中心又具有氧化 还原中心的V₂O₅时,由于酸中心和氧化-还原中心的协同作用,噻吩脱硫反应的转化率最高,H₂S和SO₂的产率也最高。催化裂化反应条件下,噻吩可以被钒氧化物的晶格氧氧化,同时V₂O₅与VO₂失去部分晶格氧被还原为V₂O₃等低价态产物;由于V₂O₅比VO₂活泼晶格氧数目多,较易被还原,因此噻吩脱硫反应的SO₂产率更高。V₂O₅表面存在的L酸中心Vⁿ⁺－O－V为噻吩的初始吸附中心,L酸中心与临近的V=O双键的作用促进了噻吩的氧化。     

溶剂热合成法制备三氧化二钒催化剂及其二苯并噻吩的氧化脱硫性能探究

通过一种新型的溶剂热法合成了具有高比表面的V₂O₃纳米颗粒,制备过程中没有用到任何表面活性剂和模板剂。得到的V₂O₃纳米颗粒大多在10-30nm,并且其比表面高达了49 m²/g。本文通过不同的合成方法得到了几种不同的V₂O₃催化剂,这些V₂O₃催化剂都具备较高的氧化脱硫活性,氧化脱硫反应的氧化剂为叔丁基过氧化氢。其中表现出活性最高的V₂O₃催化剂是以如下方法得到的：V₂O₅作为钒源,甲醇为溶剂,草酸为络合剂,并且甲醇与草酸的摩尔比为 1:2。二苯并噻吩的氧化脱硫反应条件十分温和,在相对较低的温度和常压下即可进行。结果表明氧化脱硫活性最高的V₂O₃催化剂具备的比表面最高。     

H_5PMo_(10)V_2O_(40)/CNTs的制备及催化氧气氧化脱硫性能

以碳纳米管为载体(CNTs),采用浸渍法制备了新型催化剂H_5PMo_(10)V_2O_(40)/CNTs,并对所制备催化剂进行TEM、XRD、FT-IR和TG表征;以二苯并噻吩的正十二烷溶液为模拟油,氧气为氧化剂,评价H_5PMo_(10)V_2O_(40)/CNTs的催化氧化脱硫活性;考察了反应温度、反应时间、氧气分压和催化剂用量对该氧化脱硫反应的影响。结果表明,负载的H_5PMo_(10)V_2O_(40)依然保持了原有的Keggin结构,且H_5PMo_(10)V_2O_(40)/CNTs具有较高催化模拟油氧化脱硫活性;在反应温度125℃、反应时间4h、氧气分压0.3 MPa、模拟油15mL、催化剂用量0.02g时,二苯并噻吩的脱除率达到99.3%,催化剂重复使用5次,催化剂活性没有明显的下降。讨论了氧气为氧化剂H_5PMo_(10)V_2O_(40)/CNTs催化氧化脱硫的可能反应机理。     

磷钼杂多酸离子液体在FCC汽油催化氧化脱硫中的应用

合成了一种磷钼杂多酸离子液体[HMIM]3PMo12O40催化剂,将其用于FCC汽油催化氧化脱硫过程,考察了催化氧化时间、H2O2用量、催化剂用量及反应温度对模拟汽油脱硫率的影响;在最佳工艺条件下,考察了该催化剂对FCC汽油的脱硫效果。结果表明：当催化氧化时间为90 min、反应温度为60 ℃、n(催化剂)/n(S)=0.04、n(H2O2)/n(S)=4时,模拟汽油脱硫率可达91.6%;FCC汽油的脱硫率为87.8%,且催化剂有较好的循环使用性能,前4次循环使用的平均脱硫率为84.9%。     

用含H2S很低的气体生产硫酸

丹麦托普索公司湿气硫酸法(简称WSA法)可以成功处理含有较高的CO_2、COS和有机硫的废气,不适于一般脱硫装置加工的总硫浓度太低的气体,此法也可以处理。硫的回收率为97.5～99％,产品为工业用的浓硫酸,同时可生产高压蒸汽。 WSA法适用于:①用煤或重油生产氨、甲醇或代用天然气的工厂;②含有H_2S.COS、含硫烃类,氰化物和NH_3的焦炉气;③尾气中CO_2/H_2S比率较高的天然气净化厂。 WSA法由三步组成(图1)。①原料气同过量空气混合后进入催化灼烧装置,在催化剂上于200℃下使H_2S、COS、有机硫和烃类等氧化为SO_2和SO_3。催化剂的烧区     

离子液体中季铵型六聚钨酸盐相转移催化氧化脱硫性能

制备了亲水性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([Bmim]BF4)和4种季铵型六聚钨酸盐催化剂,通过FTIR,UV-Vis,TG等方法对它们的结构进行了表征;考察了以H2O2为氧化剂,季铵型六聚钨酸盐催化剂在离子液体[Bmim]BF4中相转移催化氧化模拟油中二苯并噻吩(DBT)的活性。实验结果表明,随H2O2和催化剂用量的增加、反应温度的升高和反应时间的延长,DBT脱除率单调增加;适宜的反应条件为:以季铵型六聚钨酸盐[C18H37(CH3)3N]2W6O19为催化剂,模拟油用量5mL、离子液体[Bmim]BF4用量1 mL、反应温度50℃、反应时间3.0 h、n(催化剂)∶n(DBT)=1∶10、n(H2O2)∶n(DBT)=4;在此条件下,该脱硫体系的DBT脱除率可达99.6%,其脱硫效果好于仅用离子液体萃取脱硫和无离子液体的催化氧化脱硫体系的脱硫效果。     

吸附-氧化萃取联合脱除FCC汽油中的含硫化合物

采用浸渍法一步合成了WO3/SBA-15催化剂,并通过XRD和BET方法对其进行表征。表征结果显示,WO3均匀分散在SBA-15分子筛表面上,且保持SBA-15分子筛的结构,仍属于介孔材料。以活性炭为吸附剂、H2O2为氧化剂、WO3/SBA-15为催化剂、1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)为萃取剂,对FCC汽油进行吸附-氧化萃取深度脱硫,通过单因素实验考察了工艺条件对脱硫率的影响。实验结果表明,优化的氧化萃取脱硫条件为:氧化反应温度60℃、反应时间75 min、30%(w)H2O20.5 mL、WO3/SBA-15催化剂0.16 g、FCC汽油10 mL;NMP与FCC汽油体积比1.0、萃取时间30 min。在此条件下,脱硫率达81.71%。WO3/SBA-15催化剂再生4次后,催化性能降低。     

Ni掺杂TiO_2/ZSM-5光催化氧化脱硫及动力学研究

通过旋蒸法和离子交换法制备了TiO_2/Ni-ZSM-5催化剂,采用XRD、N_2吸附-脱附、UV-Vis、TG-DTA等手段对其进行表征,以石英管反应器考察了其光催化氧化脱硫性能,并研究了其光催化氧化反应动力学。实验结果表明:钛镍高度分散在ZSM-5表面上,镍的引入可以转移其对可见区域的光学响应程度,增强其光催化活性和其对太阳光的吸收。当催化剂用量为2 g/L、n(H_2O_2)/n(S)=4、反应温度为70℃、反应时间为3 h时,模拟柴油的脱硫率高达92.36%;其光催化氧化反应为一级反应,E_a=24.94 kJ/mol,指前因子A=1.08×10~5 min~(-1)。