sbsn金属间化合物的结构和对石油改性研究

《sbsn金属间化合物的结构和对石油改性研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、南京工业大学博士学位论文SbSn金属间化合物的结构和对石油改性研究姓名：郭宁申请学位级别：博士专业：化学工程指导教师：云志;史美仁20060601博士学位论文摘要随着经济的发展，工农业对原油的需求量越来越大，而原油的品质越来越差，硫和重金属含量不断增高，给后续处理工艺带来很大的麻烦，同时也加剧了环境的污染。另一方面，世界各国对环保的要求越来越高，对原油产品中硫含量的限制越来越苛刻。这两方面的矛盾促使了原油加工中脱硫技术的发展。寻求经济高效的脱硫技术一直是原油加工工业中的一个热点，开发新的脱硫材料和脱硫工艺是一件很有意义的工作。

2、本文以Sb、Sn为原料，采用不同的非平衡凝固方法和条件来制备SbSn金属间化合物，借助于差示扫描量热(DSC)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、俄歇电子能谱(AES)等现代分析手段对制备的材料进行了表征。考察了制备出的材料对原油中沥青质、硫和重金属等杂质的脱除效果。主要内容如下：1.对熔体的过热处理进行了研究，使用DSC表征了Sn和Sb混合物在升温过程中的变化，结果表明：1:1的锡-锑混合物在超过熔点完全转化为液相以后会在900℃附近发生液相微观结构变化，锡单质也会在970℃附近存在着液相结构的转变。不同熔融

3、温度下制备出的材料的结构并不相同，由750℃下熔融快冷制备出的SbSn颗粒为六方晶体，由950℃下熔融快冷制备出的SbSn颗粒为三方晶体。根据标准图谱提供的金属间化合物SbSn的空间点群和晶格参数，用MaterialsStudio3.0.1建立了SbSn的单晶胞空间结构图，并计算出了相应的XRD图，计算图与实测图有一致性。不同熔融温度下制备出材料的表面成分和锑元素的价态有所不同，电压30V，电流400A，淬速30m/s的条件下制备出的材料与950℃下熔融快冷制备出的材料的晶体结构一致，并且表面是富锑的，锑的价态是以+3价为主；

4、电压20V，电流20A，淬速30m/s的条件下制备出的材料与750℃下熔融快冷制备出的材料的晶体结构一致，表面是富锡的，锑的价态是以零价态为主。2.以沥青质的的脱出率作为评价标准，来确定原油乳化液的最佳配制条件。研究结果表明最优的乳化液配制条件为：表面活性剂为油包水型，含量在0.15％以上，水含量在35％～40％之间。3.研究了不同的工艺条件对材料的结构和脱硫性能的影响。对于原油乳化液脱硫过程来说，研究结果表明：不同熔融温度下制备出的材料的脱硫性能不同，I摘要900℃以上熔融喷雾快冷制成的SbSn金属间化合物具有明显的脱硫效果

5、，熔融温度为950℃时制备的材料脱硫性能最好。在950℃熔融喷雾快冷时，随着熔融时间的增加，熔体的均匀程度增加，两种原料之间的反应比较彻底，所以制备出的材料的结晶度增加，脱硫性能增加，但增加的幅度不是很明显。在熔融过程中加入NaCl可以提高材料的结晶度，同时提高了脱硫性能，但提高的不是很多。在使用950℃熔融喷雾快冷制成的SbSn金属间化合物脱硫时，随着脱硫时间和材料用量的增加，原油的脱硫率也会随着增加，但是都存在着一个极限。采用快淬法时，在电压30V，电流400A的条件下，不同淬速制备出材料的结晶度和脱硫性能不同，随着淬速的

6、提高，高温结构(三方晶体)的成分增加，脱硫性能随之提高；二次熔炼后提高了熔体的洁净度，在快淬的过程中，结晶的晶核比较少，材料中形成的非晶成分增多，脱硫性能降低。在950℃熔融喷雾快冷制成的SbSn金属间化合物中加入粘合剂，在375℃条件下烧结2h可以制备出多孔透水膜，膜的孔径在十几微米的范围内，此过程对材料的脱硫效率没有影响。使用正庚烷、苯、二硫化碳和乙醚洗涤使用过的SbSn金属间化合物，可以部分恢复材料的脱硫性能。4.本文还研究了材料对原油中重金属的脱除，结果表明：材料可以直接脱除原油中的镍，随着处理时间的增加，镍的脱除率增

7、加。对于原油乳化液来说，材料还可以脱除其中60％以上的镍和钒。5.对材料的脱硫机理进行了初探。对处理原油乳化液的材料进行分析，结果表明材料表面吸附了长链以及表面活性剂等高沸点物质，硫在距表面50~90nm处富集。以噻吩和乙硫醇为模型化合物进一步研究了材料的脱硫机理，结果表明材料可以脱除模拟油品中的含硫物质，噻吩主要是吸附在材料表面，而乙硫醇可能会发生C-S键的断裂，生成乙烯和H2S。关键词：SbSn金属间化合物非平衡凝固结构脱硫沥青质重金属II博士学位论文ABSTRACTWiththedevelopmentofeconomy,

8、crudeoilplaysamoreandmoreimportantroleintheagricultureandindustry,butthequalityofcrudeoilisbecomingpoor,andthecontentofsulfurandheavymetal