一種以SiO2-NiO復(fù)合氣凝膠為吸附劑脫除汽油中噻吩類硫的新方法技術(shù)

一種以SiO2-NiO復(fù)合氣凝膠為吸附劑脫除汽油中噻吩類硫的新方法，屬于燃料油加工技術(shù)領(lǐng)域。將SiO2-NiO復(fù)合氣凝膠填裝入固定床吸附裝置中，在一定空速下，通入含有噻吩或苯并噻吩的模擬汽油。并在反應(yīng)器的下端出口處收集吸附后的模擬汽油，進(jìn)行氣相色譜分析，結(jié)果表明SiO2-NiO復(fù)合氣凝膠對(duì)噻吩與苯并噻吩有良好的吸附性能。本發(fā)明專利技術(shù)的SiO2-NiO復(fù)合氣凝膠吸附劑制備簡(jiǎn)單，成本低廉，該吸附劑可多次重復(fù)使用，操作方便、環(huán)境友好、經(jīng)濟(jì)效益高，且其吸附條件溫和、對(duì)吸附設(shè)備的要求低。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于燃料油加工
，具體涉及一種以π絡(luò)合吸附的SiO2-NiO復(fù)合氣凝膠脫硫吸附劑及其制備方法和在汽油脫硫中的應(yīng)用。
技術(shù)介紹
近年來(lái)各國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視，對(duì)燃料油中的硫含量提出了嚴(yán)格的限量標(biāo)準(zhǔn)。歐盟國(guó)家從2010年起，燃料油中的硫含量必須小于10μg/g。在燃料電池方面，燃料油的硫化物會(huì)使電池電極的催化劑中毒，因此其燃料油的硫含量必須低于0.1μg/g。現(xiàn)在的工業(yè)生產(chǎn)中，脫硫的主要工藝仍是傳統(tǒng)的加氫脫硫，但其操作成本較高、耗氫量大、操作條件苛刻，降低汽油中辛烷值等缺點(diǎn)。且加氫脫硫只對(duì)于硫醇、硫醚、無(wú)機(jī)硫等有較好效果，對(duì)于熱穩(wěn)定性極高的噻吩類硫化物的脫硫效果很差。吸附脫硫由于其成本低廉，操作條件溫和，脫硫效果好，不污染環(huán)境，其中π絡(luò)合吸附脫硫相對(duì)于物理吸附脫硫是有選擇性的，對(duì)于化學(xué)吸附脫硫更易于脫附再生，是目前最有前景的脫硫方法。π絡(luò)合吸附脫硫的關(guān)鍵在于制備一種高效的π絡(luò)合吸附劑。在所有d區(qū)金屬元素中，均具有(n-1)d10ns0的電子構(gòu)型，既容易接受電子，也極易給予過(guò)多的d電子，與硫化物形成π絡(luò)合吸附，常用于制備π絡(luò)合脫硫吸附劑的金屬離子有Cu2+、Ag+、Ni2+、Co2+等。而制備π絡(luò)合脫硫吸附劑，須將這些金屬離子分散在高比表面積的載體上。根據(jù)π絡(luò)合脫硫吸附劑載體不同，可將π絡(luò)合脫硫吸附劑分為以下幾種：以分子篩為載體的π絡(luò)合脫硫吸附劑。沈陽(yáng)化工大學(xué)（公開(kāi)號(hào)CN103170305A）以負(fù)載Ag離子的13X分子篩為脫硫吸附劑，用于深度脫除汽油中的噻吩及其衍生物和苯并噻吩。其中銀的元素含量占吸附劑總重量的3%~5%，銀元素為離子態(tài)。中國(guó)科學(xué)院（公開(kāi)號(hào)CN1511629A）制備了一種深度脫除硫化物的分子篩吸附劑，由Y型分子篩負(fù)載金屬鹽類組成。該吸附劑對(duì)硫的吸附容量可達(dá)65mg硫/g吸附劑。這類π絡(luò)合吸附劑，載體價(jià)格低廉，制備方法簡(jiǎn)單，可循環(huán)再生。但微孔分子篩脫硫吸附劑所交換的過(guò)渡金屬離子數(shù)目有限，對(duì)硫化物的吸附容量不大，且微孔分子篩自身的微孔結(jié)構(gòu)，大分子的噻吩類硫化物由于分子尺寸效應(yīng)無(wú)法進(jìn)入孔道內(nèi)與金屬離子形成π絡(luò)合作用，即無(wú)法達(dá)到深度脫硫。以活性炭為載體的π絡(luò)合脫硫吸附劑。沈陽(yáng)化工大學(xué)（公開(kāi)號(hào)CN103143322A）制備了一種負(fù)載了Fe離子的活性炭吸附劑，對(duì)汽油中的噻吩及其衍生物有較大的吸附容量與選擇性，且制備方法簡(jiǎn)單，再生容易，吸附劑使用壽命長(zhǎng)。中國(guó)石油化工股份有限公司（公開(kāi)號(hào)CN104549143A）通過(guò)采用含Al、Zn、Ni等金屬的鹽和H3PO4作為助劑對(duì)活性炭進(jìn)行修飾改性，較好地解決了氣體原料吸附凈化脫硫技術(shù)中存在單一吸附劑不能同時(shí)有效脫除多種硫化物、硫的脫除率低以及脫硫劑的穿透硫容低等問(wèn)題。但活性炭的孔結(jié)構(gòu)以微孔為主，改性的活性炭對(duì)噻吩類大分子硫化物的吸附容量仍然非常小，難以滿足工業(yè)生產(chǎn)的要求。以金屬氧化物為載體的π絡(luò)合脫硫吸附劑。南通大學(xué)（公開(kāi)號(hào)CN10300787A）以銅元素?fù)诫s的介孔γ-Al2O3與含硫的燃料油接觸，利用吸附法實(shí)現(xiàn)脫硫，操作成本低，吸附容量大，且再生方便。中國(guó)石油化工股份有限公司（公開(kāi)號(hào)CN10161923A）制備了一種脫硫吸附劑，該吸附劑包括以氧化鋁為粘結(jié)劑，氧化鋅為載體，再與絡(luò)合劑溶液接觸，然后負(fù)載金屬促進(jìn)劑。用于燃料油脫硫，活性高，吸附硫容量大。但在制備過(guò)程中，金屬離子容易堵塞金屬氧化物孔道，導(dǎo)致負(fù)載的活性組分在表面堆積，無(wú)法進(jìn)入孔道內(nèi)提供活性位，降低吸附脫硫性能，且此法較難應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對(duì)現(xiàn)有π絡(luò)合吸附劑在脫除汽油中噻吩類硫中存在的上述問(wèn)題，本專利技術(shù)的目的在于提供一種吸附條件溫和、操作方便、吸附性能優(yōu)越且吸附容量大、易再生的SiO2-NiO復(fù)合氣凝膠作為π絡(luò)合吸附劑，來(lái)脫除汽油中噻吩類硫的方法。所述的一種以SiO2-NiO復(fù)合氣凝膠為吸附劑脫除汽油中噻吩類硫的新方法，其特征在于以SiO2-NiO復(fù)合氣凝膠為吸附劑，將該吸附劑填裝入固定床吸附裝置中，在溫度為0~100℃，以1~10h-1的空速通入含有噻吩類硫的模擬汽油，經(jīng)吸附后得到無(wú)硫的模擬汽油。所述的一種以SiO2-NiO復(fù)合氣凝膠為吸附劑脫除汽油中噻吩類硫的新方法，其特征在于所吸附的噻吩類硫?yàn)猷绶曰虮讲⑧绶浴Ｋ龅囊环N以SiO2-NiO復(fù)合氣凝膠為吸附劑脫除汽油中噻吩類硫的新方法，其特征在于SiO2-NiO復(fù)合氣凝膠吸附劑以硅源和鎳源為原料，采用溶膠凝膠-常壓干燥法制備得到。所述的一種以SiO2-NiO復(fù)合氣凝膠為吸附劑脫除汽油中噻吩類硫的新方法，其特征在于SiO2-NiO復(fù)合氣凝膠吸附劑的制備方法如下：將乙醇、硅源、H2O與鎳源的混合溶液在劇烈攪拌下混合均勻，加入氨水調(diào)節(jié)pH值至6.5，室溫下靜置得SiO2-NiO復(fù)合醇凝膠，常溫條件下老化，再在無(wú)水乙醇/正硅乙酸酯混合溶劑中繼續(xù)老化，以增強(qiáng)凝膠的骨架結(jié)構(gòu)，再用正己烷對(duì)凝膠進(jìn)行溶劑置換，除去凝膠中的乙醇、水、乙酸及其他有機(jī)分子，干燥得SiO2-NiO復(fù)合氣凝膠。所述的一種以SiO2-NiO復(fù)合氣凝膠為吸附劑脫除汽油中噻吩類硫的新方法，其特征在于所述硅源為正硅酸乙酯或水玻璃，優(yōu)選為正硅酸乙酯；鎳源為硝酸鎳或醋酸鎳，優(yōu)選為硝酸鎳。所述的一種以SiO2-NiO復(fù)合氣凝膠為吸附劑脫除汽油中噻吩類硫的新方法，其特征在于SiO2-NiO復(fù)合氣凝膠吸附劑中硅、鎳摩爾比為5~200:1，優(yōu)選為6~90:1。所述的一種以SiO2-NiO復(fù)合氣凝膠為吸附劑脫除汽油中噻吩類硫的新方法，其特征在于通入含噻吩或苯并噻吩的模擬汽油的空速為1~5h-1，吸附溫度為0~40℃。所述的一種以SiO2-NiO復(fù)合氣凝膠為吸附劑脫除汽油中噻吩類硫的新方法，其特征在于所吸附處理的模擬汽油中的噻吩或苯并噻吩硫濃度為100~2000ppm，優(yōu)選為100~500ppm。所述的一種以SiO2-NiO復(fù)合氣凝膠為吸附劑脫除汽油中噻吩類硫的新方法，其特征在于SiO2-NiO復(fù)合氣凝膠SiO2-NiO的孔徑為5~20nm，孔隙率為85~99%，比表面積為600~1500m2/g。通過(guò)采用上述技術(shù)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的有益效果如下：1）本專利技術(shù)的SiO2-NiO復(fù)合氣凝膠具有典型介孔特征孔徑(5~20nm)，高孔隙率(85~99%)，高比表面積(600~1500m2/g)等獨(dú)特物理化學(xué)性質(zhì)，因此噻吩類硫化物可無(wú)阻礙地進(jìn)入氣凝膠孔道內(nèi)，活性組分與硫化物能充分接觸，提高其吸附效率，將SiO2-NiO復(fù)合氣凝膠作為π絡(luò)合吸附劑，對(duì)噻吩類硫化物有良好的吸附性能，再生后仍然有良好的吸附本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種以SiO2?NiO復(fù)合氣凝膠為吸附劑脫除汽油中噻吩類硫的新方法，其特征在于以SiO2?NiO復(fù)合氣凝膠為吸附劑，將該吸附劑填裝入固定床吸附裝置中，在溫度為0~100?℃，以1~10?h?1的空速通入含有噻吩類硫的模擬汽油，經(jīng)吸附后得到無(wú)硫的模擬汽油。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種以SiO2-NiO復(fù)合氣凝膠為吸附劑脫除汽油中噻吩類硫的新方法，其特征在于以
SiO2-NiO復(fù)合氣凝膠為吸附劑，將該吸附劑填裝入固定床吸附裝置中，在溫度為0~100℃，
以1~10h-1的空速通入含有噻吩類硫的模擬汽油，經(jīng)吸附后得到無(wú)硫的模擬汽油。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以SiO2-NiO復(fù)合氣凝膠為吸附劑脫除汽油中噻吩類硫的
新方法，其特征在于所吸附的噻吩類硫?yàn)猷绶曰虮讲⑧绶浴?br>3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以SiO2-NiO復(fù)合氣凝膠為吸附劑脫除汽油中噻吩類硫的
新方法，其特征在于SiO2-NiO復(fù)合氣凝膠吸附劑以硅源和鎳源為原料，采用溶膠凝膠-常壓
干燥法制備得到。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種以SiO2-NiO復(fù)合氣凝膠為吸附劑脫除汽油中噻吩類硫的
新方法，其特征在于SiO2-NiO復(fù)合氣凝膠吸附劑的制備方法如下：將乙醇、硅源、H2O與鎳源
的混合溶液在劇烈攪拌下混合均勻，加入氨水調(diào)節(jié)pH值至6.5，室溫下靜置得SiO2-NiO復(fù)合
醇凝膠，常溫條件下老化，再在無(wú)水乙醇/正硅乙酸酯混合溶劑中繼續(xù)老化，以增強(qiáng)凝膠的
骨架結(jié)構(gòu)，再用正己烷對(duì)凝膠進(jìn)行溶劑置換，除去凝膠中的乙醇、水、乙酸及其他有機(jī)分子，
干燥得Si...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳晶，張波，繆光武，門君，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：浙江工業(yè)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：浙江;33