活性炭吸附法在燃料油脱硫中的应用研究进展

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1、万方数据2009年4月李林等．活性炭吸附法在燃料油脱硫中的应用研究进展51活性炭吸附法在燃料油脱硫中的应用研究进展李林吴长海朱玉新(中国石油兰州石化公司炼油厂，兰州730060)摘要活性炭由于具有较大的比表面积和丰富的孔道结构，成为广泛使用的催化剂载体和吸附剂，广泛应用于化学和石化工业中，其中应用于燃料油脱硫是近几年研究的热点。综述了活性炭吸附法在燃料油脱硫中的研究进展，介绍了失活活性炭的再生方法，指出了活性炭吸附法脱硫的未来研究方向，认为活性炭吸附法在燃料油脱硫中有着广泛的应用前景。关键词活性炭吸附燃料油脱硫再生燃料

2、油中的硫燃烧后生成的SO。是大气的主要污染物之一，是形成酸雨的直接原因。随着环保法规的日益严格，世界各国对汽柴油硫含量进行了严格的控制，目前，主要发达国家和地区汽柴油硫含量都控制在50斗g／g以下，未来将降至10彬g以下。由于我国炼油技术与发达国家相比还有一定的差距，现行质量标准规定的硫含量远大于发达国家标准中的规定值。燃料油的脱硫方法为加氢脱硫和非加氢脱硫。加氢脱硫对于稠环噻吩类硫化物及其衍生物的脱除比较困难，而且要求高温、高压、氢环境等苛刻条件。为了解决加氢脱硫存在的问题，燃料油的非加氢脱硫技术得到了较快的发展，其

3、中吸附脱硫以其操作简单、投资少、无污染、适合燃料油的深度脱硫等优点，成为研究热点。燃料油吸附脱硫采用的吸附剂主要有活性炭、分子筛、金属氧化物、粘土、离子交换树脂等，其中由于活性炭具有较大的比表面积、丰富的孔道结构和表面活性基团、高效的原位脱硫能力，同时具有负载其他活性成分的性能，而且价格低廉、资源丰富，成为燃料油吸附脱硫使用较多的吸附剂。本文综述了活性炭吸附法在燃料油脱硫中的应用研究进展及其失活活性炭吸附剂的再生方法。l活性炭用于柴油脱硫柴油中硫化物主要以硫醚和噻吩的形式存在，约占原油总硫含量的16％，占柴油总硫含量的

4、85％以上¨j。柴油中稠环噻吩及其衍生物通过加氢脱硫的方法难以脱除，美国Exxon公司旧。研究发现，活性炭对口位取代的二苯并噻吩(DMDBT)，甚至对三环含硫化合物均有较好的吸附性能，总硫质量浓度为l200txg／L的柴油在进料流速为lO一20cm3／min，柱温为100℃，吸附75min的条件下通过内径25．4mm、长度635mm的柱子，出料中总硫质量浓度小于25斗g／L。因此，可以采用活性炭吸附法脱除柴油中难以脱除的二苯并噻吩及其衍生物，从而达到柴油深度脱硫的目的。Velu等¨’采用负载过渡金属氧化物的活性炭吸附脱

5、除由4，6一二苯并噻吩(4，6一DMDBT)、正庚烷和十六烷模拟的柴油。结果表明，用固定床吸附技术，当吸附温度为60℃时，4，6一DMDBT能被完全脱除，通过吸附穿透曲线的计算得出，每克吸附剂能吸硫12．6mg。Zhou等H’考察了不同炭材料的孔结构和表面化学性能对模拟柴油中噻吩类硫化物吸附性能的影响。模拟柴油由含苯并噻吩、二苯并噻吩、4一甲基二苯并噻吩、4，6一二烷基二苯并噻吩和质量分数10％芳烃的烷烃组成。结果表明，炭材料表面孔结构和化学性能对噻吩类硫化物的吸附性能和选择性影响较大。活性炭表面酸性含氧基团浓度越高，

6、对噻吩类硫化物的吸附效率也较高。不同炭材料吸附噻吩类硫化物的选择性顺序相同，均为苯并噻吩<二苯并噻吩<4一甲基二苯并噻吩<二烷基二苯并噻吩。活性炭对含甲基的二苯并噻吩硫化物高的吸附性和选择性表明，其在柴油深度脱硫方面有广泛的应用前景。王萍等¨1采用两种不同的活性炭对加氢催化柴油进行吸附脱硫研究，实验考察了活性炭的收稿tq期：2009-01—11。作者简介：李林，硕士，2008年毕业于西南石油大学化学工艺专业，已发表论文9篇。万方数据52A煮VAN细CES石IN羔EP化ETR工OC：EMIC展ALS第10卷第4期ADnN

7、HI一’粒度、柴油流速、吸附柱高径比和吸附温度对柴油脱硫率的影响。结果表明，随着活性炭粒度、柴油流速减小，脱硫率增大；随着吸附柱高径比、温度增大，吸附效果增强。不同活性炭性质及在不同条件的脱硫效果见表l。表1活性炭性质及在不同条件下的脱硫效果余谟鑫等哺3对表面负载不同金属离子的活性炭对二苯并噻吩的吸附脱除性能进行了研究，通过浸渍法制备了Ag(I)／AC、Cu(1I)／AC、Ni(1I)／AC、zn(1I)／AC和Fe(Ⅲ)／AC5种负载过渡金属离子的活性炭。研究以静态吸附方法测定了二苯并噻吩在不同活性炭上的吸附平衡等温

8、线，并应用软硬酸碱理论分析和讨论了活性炭表面负载不同金属离子对二苯并噻吩吸附性能的影响。结果表明，活性炭表面负载Ag+、Cu“、Ni2+或zn“，可以提高对二苯并噻吩的吸附能力，而负载Fe3+反而降低了其吸附能力，几种负载不同过渡金属离子的活性炭对二苯并噻吩的吸附能力大小依次为：Ag(I)／AC>Zn(II)／AC>Cu(1I)／