微尺度孔道内吸附脱硫的研究

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1、天津大学硕士学位论文微尺度孔道内吸附脱硫的研究姓名：顾林源申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：那平20090601中文摘要生产和使用环境友好的超低硫、零排放清洁燃料是世界燃油清洁化发展的总趋势，这使得传统的加氢脱硫工艺面临着极大的挑战。吸附脱硫工艺因其反应条件温和、操作成本低、可实现深度脱硫等特点，有望成为加氢脱硫的有益替代和补充工艺。本文以苯基三甲基溴化铵(PTMAB)为柱撑剂，蒙脱土作为载体，采用溶胶一凝胶法制备了有机改性蒙脱土(PTMAB．MMT)。以PTMAB．MMT为吸附剂，正辛烷、噻吩混合物为模拟汽油体系，在一定

2、的实验条件下，开展了吸附脱硫实验研究，考察了PTMAB．MMT吸附脱硫能力，对影响吸附脱硫的各个因素进行了优化分析。借助N2一sorption、XRD、NMR、UV-Vis等设备对吸附噻吩前后PTMAB．MMT的结构进行表征，考察了吸附噻吩后对吸附剂结构的影响，并对吸附脱硫机理进行了研究，在此基础上，开发了新的吸附材料，并对其吸附性能进行了研究。实验研究表明，反应时间、温度等因素对吸附脱硫有重要影响。反应温度为40℃、反应时间2h的条件下吸附脱硫的效果最佳；对比不同热处理方式的PTMAB．MMT，得出氮气气氛下热处理的PTMAB—

3、MMT吸附能力是空气气氛下的2倍；吸附动力学的假二阶方程拟合说明吸附过程包含着通过吸附剂与噻吩之间共享电子获得的价力。结构表征结果显示，钠基蒙脱土在苯基三甲基溴化铵改性后，层间距增大，平均孔径增大为原来的3倍左右；在吸附脱硫后，PTMAB．MMT结构没有发生变化，经过再生处理后可以反复利用。经讨论得出吸附发生的活性位点位于层间的有机柱撑剂上，吸附机理为：层间苯基三甲基溴化铵阳离子与含孤对电子的噻吩产生静电吸引作用，从而将噻吩吸附在层间。’根据吸附机理，利用苯基三甲基溴化铵和十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)开发了新的吸附材料一复合

4、双阳离子改性蒙脱土(PTMAB．CTMAB．MMT)，实验研究结果表明，PTMAB．CTMAB．MMT对噻吩的吸附能力是PTMAB．MMT的7倍左右。关键词：改性蒙脱土；模拟汽油；吸附机理；深度脱硫ABSTRACTItisagreatchallengefortheconventionalhydrodesulfurizationprocess，becauseit'sthetrendtOproduceanduseultra．deepandzeroemissionscleanfuels．Adsorptiondesulfurization

5、isgettingmoreandmoreattentionduetoitsmildreactions，lowoperatingcostanddeepdesulfurization．Itispromisingtobecomethesubstitutionorcompensationofhydrodesulfurizationtechnique．PhenyltrimethylammoniumBromide(PTMAB)pillaredmontmorillonitehasbeenpreparedbysol—gelmethod．Thead

6、sorptionWasconductedwithpreparedadsorbent，usingn-octaneandthiopheneasmodelgasoline．TheadsorptioncapacitiesofPTMAB．MMTiSstudied．andthefactorsoftheadsorptiondesulfurizationareoptimized．ThesamplesarecharacterizedbyN2-sorption、XRD、NMR、UVjⅥstoinvestgatethedifferencesofadso

7、rbentstructurebeforeandafteradsorptionaswellastheadsorptionmechanism．AccordingtOtheadsorptionmechanism，anewadsorbentisprepared,anditsadsorptioncapacityisstudied．Theresultsofexperimentshowthatthereactiontime，tempreturehasanimportanteffectonadsorptiondesulfurizationproc

8、ess．ThebestadsorptionconditioniS2h．40℃．TheadsobanceiSbetterheattreatedintheN2thanintheair．ThePseudo．．second．．orderkineticssh