Brφnsted酸性离子液体在萃取氧化二苯并噻吩中的应用

以具有Bronsted酸性的吡咯烷酮离子液体N-甲基-2-吡咯烷酮氟硼酸盐([Hnmp]BF,)为萃取剂和催化剂,含30%质量分数H2O2的双氧水为氧化剂,二苯并噻吩(DBT)的正辛烷溶液作为模型油,同时进行萃取脱硫和氧化脱硫,考察了n(H2O2)/n(S)、DBT初始浓度和反应温度对脱硫率的影响.结果表明,[Hnmp]BF4-H2O2体系产生的羟基自由基能将DBT氧化成相应的砜而进入离子液体相,从而脱除了模型油中的S;当n(H2O2)/n(S)=3、反应温度为60℃、模型油与离子液体等体积时,在60 min内可以将油相中S质量浓度为1550 μg/ml的DBT完全氧化脱除;DBT初始浓度越高,S的完全脱除就越困难.离子液体重复再生使用7次后,脱硫率明显降低.     

常压柴油催化加氢脱硫反应动力学研究

以炼油厂常压柴油为原料,在固定床加氢反应器上进行催化加氢脱硫反应动力学研究。在工业级钴钼催化剂作用下,考察反应温度、H2分压、氢油体积比和液态空速对常压柴油催化加氢脱硫反应活性影响的规律。建立常压柴油催化加氢脱硫反应的动力学模型,并运用Levenberg-Marquard复合算法优化计算反应动力学模型中的相关参数。实验结果表明,在一定条件下,适当地增加反应温度、氢油体积比、H2分压以及减小液态空速,可提高常压柴油的脱硫率;动力学研究得出反应级数为1.6,表观活化能为18 580.24 J/mol;在实验条件范围内,建立了常压柴油催化加氢脱硫反应动力学模型;对所建模型进行相关性检验,发现实验值与模型计算值基本吻合。     

铁法氧化还原溶液在处理低含硫天然气中的应用

针对部分低潜硫天然气气井分散、单井产量低、含硫量变化幅度大等特点,为弥补传统天然气胺法脱硫净化工艺处理低潜硫天然气时流程复杂、能耗高的不足,在室内采用络合铁吸收溶剂配方溶液进行H2S吸收实验。通过实验,考察H2S浓度、初始[Fe3+]及pH值、液气比和温度对吸收效率的影响,确立了最佳的脱硫反应工艺条件。同时还进行了最佳工艺条件下吸收效果测试及不同配方吸收效率的对比实验,表明在最佳工艺条件下,采用最佳配方吸收效率有较大提高,均能达到95%以上,尾气中H2S浓度也达到了国家标准。最佳脱硫配方溶液的硫容量可达到0.455g/L。     

高碘酸钠—磷钼酸钠复合脱硫体系吸收性能的研究

研究了高碘酸钠—磷钼酸钠复舍脱硫体系的脱硫性能,考察了进气H2S浓度及流速、体系的温度等对高碘酸钠—磷钼酸钠复合体系吸收性能的影响。结果表明,随着进气H2S浓度的提高,复合脱硫体系的吸收性能下降,当进气H2S浓度从253mg／m^3提高到410mg／m^3时,尾气中H2S的浓度分别为5．0mg／m^3(180min)和20．0mg／m^3(180min)。在相同吸收总量条件下,随着进气H2S流速的增加,复合体系的吸收性能下降。吸收体系的温度对吸收性能有很大影响,温度越高吸收效果越好。当温度高于43℃时,在180min之内尾气中H2S的浓度皆为零;而当温度为23℃,180min时尾气H2S的浓度为12mg／m^3,表明吸收时的化学反应速度对体系的吸收起决定性的作用。     

空间位阻胺TBEE对天然气中酸气吸收的研究

在低碳硫比的条件下(H2S体积分数3.0%,CO2体积分数5.0%),考察了温度与胺液体积分数对吸收效果的影响,结果表明,反应温度40℃、胺液体积分数35%~45%为最佳反应条件。对比了MDEA与TBEE对模拟天然气中H2S和CO2的脱除性和选择性,并研究了MDEA与TBEE复配形成的混合溶液对酸气的吸收情况,实验结果显示,TBEE的选择性大于MDEA的选择性,且TBEE对CO2和H2S的吸收效果明显优于MDEA,随着空间位阻胺TBEE在溶液中所占比例的增加,选择性和碳硫容逐渐增加。复合溶液能耗低于MDEA溶液。     

旋转填充床中叔丁氨基乙氧基乙醇溶液选择性脱硫性能的评价

在旋转填充床中,分别以叔丁氨基乙氧基乙醇(TBEE)溶液和N-甲基二乙醇胺(MDEA)溶液为胺液,对含CO2和H2S的N2进行选择性脱硫实验。考察了旋转填充床转速及胺液中醇胺含量、胺液流量、气体流量与液体流量的比值(气液比)、吸收温度对胺液脱硫性能的影响。实验结果表明,在相同的条件下与MDEA溶液相比,TBEE溶液的脱硫率(η)和选择性因子(S)更大,体现出空间位阻胺选择性脱硫的优势;胺液中醇胺含量和胺液流量的增大可提高η、降低S;旋转填充床转速增大有利于提高η,气液比增大有助于选择性脱硫;当N2中H2S含量为0.6%～0.8%(φ)和CO2含量为8%(φ)时,在w(TBEE)=5%、旋转填充床转速1 200 r/min、胺液流量6 L/h、气液比200、吸收温度30℃的条件下,S可达22～28。     

超重力选择性脱除焦炉煤气中硫化氢的研究

自制CO2和H2S混合气模拟焦炉煤气,以碳酸钠溶液作为脱硫碱液,用超重力设备作为脱硫实验的主体吸收设备,考察了超重力因子,液气比,原料气中CO2浓度等对脱硫率的影响。实验表明:利用碱液对CO2和H2S的吸收速率的差异,通过旋转填料床强化传质能明显的提高H2S的选择性。实验表明:利用碱液对CO2和H2S的吸收速率的差异,通过旋转填料床强化传质能明显的提高H2S的选择性。实验考察各因素及其范围:原料气中H2S浓度为3g/m3;CO2的浓度为7g/m3～14g/m3;进气速度为1m3/h～6m3/h;超重力因子为25.82～75.91;进液速度为60 L/h～180 L/h。实验中脱硫率基本可以达到95%以上,选择性(H2S和CO2脱除率之比)可以达到30左右。最佳的超重力因子为63.79,最佳液气比为50L/m3。     

Ti-MCM-41/H_2O_2·HCOOH催化氧化模拟汽油中噻吩的选择氧化及动力学

以正辛烷为溶剂、噻吩(THP)为模型硫化合物组成模拟轻质油品,以自合成的中孔分子筛Ti-MCM-41为催化剂,H_2O_2和HCOOH分别为氧化剂和助氧化剂,对其进行氧化抽提脱硫实验.采用正交实验得到较佳反应条件,即H_2O_2添加量为体积分数1%、反应时间40 min、反应温度50℃.在此条件下,噻吩脱除率为95.6%,油收率为98.7%.进一步考察了Ti-MCM-41分子筛不同用量和重复利用次数对反应脱硫率和油品收率的影响.动力学研究表明,以Ti-MCM-41/H_2O_2·HCOOH为催化氧化体系,模拟轻质油中噻吩的脱除反应为表观一级反应,反应活化能E_a为40.18 kJ/mol.     

改良ADA脱硫工艺中含硫物质与ADA反应的研究

为了从微观的角度了解改良ADA脱硫机理,采用循环伏安法研究了改良ADA脱硫工艺中含硫物质与ADA的反应机理。结果表明,溶液中ADA可以直接和仿H2S吸收液中的含硫物质发生反应,该反应过程分为初始快速反应阶段(前5s内)和慢速稳定反应阶段(5s之后)。通过对慢速稳定反应阶段中含硫物质和ADA的反应动力学研究表明,仿H2S吸收液中含硫物质和ADA反应为一级反应,速率常数为0.00175s-1。     

超重力环境下甲基二乙醇胺选择性脱除H_2S的模拟

应用反应-扩散模型对超重力环境下甲基二乙醇胺(MDEA)溶液从CO2和H2S混合气中选择性脱除H2S过程进行了定量描述。模拟结果表明,CO2在向MDEA溶液液膜渗透的过程中,需耗时1s渗透进2.0×10-5m才能够建立起稳定的浓度梯度;对于H2S,仅需约2.0×10-9s渗透进入液膜1.0×10-8m便可建立起稳定的浓度梯度,液膜中CO2的传质过程对于H2S的吸收基本没有影响;MDEA在液膜中存在扩散,H2S的存在对于CO2吸收的抑制作用明显。在旋转填充床中于不同的温度下进行了MDEA选择性脱除H2S的实验。实验结果表明,旋转填充床可以获得较高的H2S脱除率;反应-扩散模型的模拟结果和实验结果吻合较好。     

高含硫天然气超重力脱硫技术研究

基于MDEA溶液和不同配比位阻胺溶液对H2S吸收容量的静态测定实验结果,在操作压力为8.3 MPa的超重力侧线试验装置上,考察不同气液比条件下MDEA溶液和优化配方的位阻胺溶液对高酸性天然气的选择性脱硫效果,同时考察了超重力机转速对溶剂选择性脱硫效果的影响。结果表明,几种溶剂中以8号溶剂对H2S的吸收容量最大,40 ℃和50 ℃条件下H2S的最大吸收容量分别为79.67 g/L和59.20 g/L,采用超重力脱硫工艺,可将天然气中硫化氢质量浓度由2.0×105 mg/m3降至100 mg/m3以下,在气液比95左右时,净化气中H2S、总硫质量浓度分别为19.8 mg/m3和32.27 mg/m3,CO2体积分数为0.38%,达到二类天然气指标要求。     

BrØnsted酸性离子液体在萃取氧化二苯并噻吩中的应用

 以具有BrØnsted酸性的吡咯烷酮离子液体N-甲基-2-吡咯烷酮氟硼酸盐([Hnmp]BF₄)为萃取剂和催化剂, 含30%质量分数H₂O₂的双氧水为氧化剂, 二苯并噻吩(DBT)的正辛烷溶液作为模型油, 同时进行萃取脱硫和氧化脱硫, 考察了n(H₂O₂)/n(S)、DBT初始浓度和反应温度对脱硫率的影响. 结果表明, [Hnmp]BF₄-H₂O₂体系产生的羟基自由基能将DBT氧化成相应的砜而进入离子液体相, 从而脱除了模型油中的S; 当n(H₂O₂)/n(S)=3、反应温度为60℃、模型油与离子液体等体积时, 在60min内可将油相中的S质量浓度为1550μg/ml 的DBT完全氧化脱除; DBT初始浓度越高, S的完全脱除就越困难. 离子液体重复再生使用7次后, 脱硫率明显降低.     

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。     

非均相类Fenton体系催化氧化脱除模拟汽油中噻吩

以Fe元素作为主要金属组分,γ-Al2O3为载体,制备负载不同第二金属组分的XO-Fe2O3/γ-Al2O3双金属催化剂(X为La,Ce,Co,Cu),采用XRD、SEM、氮气吸附-脱附等手段对催化剂进行表征;以H2O2为氧化剂,噻吩为模型硫化物,将含噻吩的正辛烷作为模拟汽油,研究非均相类Fenton试剂催化氧化脱硫过程,考察催化剂中金属元素种类、n(H2O2)/n(S)、催化剂用量等对氧化脱除噻吩效果的影响。结果表明:Fe2O3/γ-Al2O3具有一定的催化H2O2氧化脱硫活性,非均相类Fenton试剂可以催化H2O2产生·OH;在Fe2O3/γ-Al2O3中掺杂少量其它金属可以改变其催化活性,其中以加入Cu后的催化剂活性最高,Cu起到了催化剂助剂的作用,催化剂呈现明显的介孔性质;对于30mL噻吩质量分数为526μg/g的模拟汽油,以CuO-Fe2O3/γ-Al2O3为催化剂,在反应温度333K、催化剂加入量0.2g、n(H2O2)/n(S)=7.40、反应时间120min的条件下,噻吩脱除率达到95.3%以上,有效硫质量分数降至9.4μg/g,达到超深度脱硫效果。     

[bmim]OH和[A336][FeCl_4]混合离子液体氧化吸收硫化氢

为了降低非水相催化氧化硫化氢体系的运行成本,将碱性的氢氧化1-丁基-3-甲基咪唑([bmim]OH)离子液体与价格较低的酸性三辛基甲基铵四氯铁酸盐([A336][FeCl_4])离子液体分别按照0.2∶1、0.5∶1、0.8∶1、1∶1和2∶1的比例混合,用所得到的混合离子液体进行硫化氢氧化吸收实验,系统研究了混合离子液体的水溶性、密度、红外光谱、黏度和酸性强度等性能,并对其硫容和反应产物进行了分析。研究结果表明:(1)[A336]FeCl_4季铵盐离子液体的酸性强度和价格均低于[bmim]Fe Cl4离子液体,可以降低离子液体非水相催化氧化硫化氢体系的成本;(2)混合离子液体不仅同时具有[bmim]OH和[A336][FeCl_4]的骨架结构,且其p H值、黏度和硫容均随[bmim]OH量的增加而增加;(3)混合离子液体明显弱于[A336][FeCl_4]离子液体的酸性强度,有利于硫化氢的吸收,其黏度随温度上升而剧烈下降的性质有利于中、高温脱硫。结论认为,当[bmim]OH/[A336][FeCl_4]的物质的量之比在0.5∶1~1∶1时,可以构建成本较低、酸性适中、黏度较低、硫容较高的中、高温脱硫体系。     

四氟硼酸1-甲基-3-丁基咪唑盐的合成、表征及萃取脱硫探索

制备了环保型绿色离子液体--四氟硼酸1-甲基-3-丁基咪唑盐([BMIM]BF4),主要探讨“绿色合成”方法及其对模型油萃取脱硫的作用效果。在无溶剂条件下将N-甲基咪唑与1-氯代正丁烷通过高产率的亲核取代反应生成中间产物[BMIM]Cl,再使其与NaBF4进行复分解反应生成目标物质,经红外光谱(FT-IR)、紫外光谱(UV)等测试方法验证可知,产物的分子结构为[BMIM]BF4;考察了萃取时间、温度、含硫化合物种类(苯并噻吩BT或二苯并噻吩DBT)及剂油体积比对脱硫率的影响,在萃取温度40 ℃、萃取时间30 min、剂油体积比1:2的条件下,含DBT模型油的单级萃取脱硫率为54.4% 。对含DBT模型油进行了三级萃取及离子液体回收再利用研究,结果表明,三级萃取脱硫率达到90%,离子液体可回收利用。     

N-甲基咪唑氟硼酸盐基低共熔溶剂的制备及其氧化脱硫性能

以N-甲基咪唑氟硼酸盐(［HMIM］BF4)和苯丙酸(C9H10O2)为原料合成了［HMIM］BF4/xC9H10O2(x=0.5、1、2)型低共熔溶剂(DESs);对其进行FT-IR、1H NMR和TGA表征分析;将［HMIM］BF4/0.5 C9H10O2低共熔溶剂作为萃取剂和催化剂、H2O2作为氧化剂脱除模拟油中的二苯并噻吩(DBT),分别考察了n(C9H10O2)/n(［HMIM］BF4)、反应温度、n(H2O2)/n(S)、低共熔溶剂的加入量和不同含硫化合物对脱硫率的影响。结果表明：在模拟油体积为5 mL、n(C9H10O2)/n(［HMIM］BF4)=0.5、反应温度为60 ℃、n(H2O2)/n(S)=8、反应180 min、［HMIM］BF4/0.5 C9H10O2的加入量为1.0 mL的最佳反应条件下,［HMIM］BF4/0.5 C9H10O2对DBT、4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)和苯并噻吩(BT)的脱硫率分别达98.4%、93%和89.6%;红外分析表明DBT与DESs之间存在较强的相互作用,可使DBT的结构发生畸变;在5次循环反应后,［HMIM］BF4/0.5 C9H10O2的脱硫率仍高达90.2%,表明其具有较高的稳定性。     

新型络合剂的合成及其络合铁脱硫工艺研究

采用氯磺酸磺化法合成了一种含有磺酸基和羧基的新型络合剂磺化戊二酸（SG）,用SG与乙二胺四乙酸、柠檬酸、FeCl3配制出一种三元络合铁脱硫体系。在连续脱硫装置中考察脱硫液与硫化氢气体体积比、装置运行时间、填料高度等脱硫工艺条件对复配脱硫体系脱硫效率的影响,在再生装置中考察空气流量、再生时间、再生温度等再生工艺条件对复配脱硫体系再生率的影响。结果表明：在脱硫液与硫化氢气体体积比为0.134、填料高度为0.4 m、脱硫温度为40 ℃、初始pH为 8.0的条件下,原料气中的H2S质量浓度可由227.679 g/m3降到0.011 g/m3,脱除率达99.99%;在空气流量为125 L/h、再生时间为30 min、温度为30 ℃、初始pH为8.0的条件下,脱硫剂的再生率达93.24%。