一種用于油品脫硫的磁性吸附劑及其制備方法和應用技術

本發明專利技術涉及一種用于油品脫硫的磁性吸附劑及其制備方法和應用。該制備方法包括以下步驟：水解法制備磁性納米粒子，通過浸漬法將吸硫組分修飾到所述磁性納米粒子表面，制備得到用于油品脫硫的磁性吸附劑。該制備方法操作簡單，成本低，能耗少，制備得到的磁性吸附劑能夠有效地除去油品中的含硫化合物。

Magnetic adsorbent used for desulfurization of oil and preparation method and application thereof

The invention relates to a magnetic adsorbent used for desulfurization of oil products, a preparation method and an application thereof. The preparation method comprises the following steps: preparing magnetic nano particles by hydrolysis method; modifying a sulfur absorption component to the surface of the magnetic nano particle by dipping; and preparing a magnetic adsorbent for desulfurization of the oil. The preparation method has the advantages of simple operation, low cost and low energy consumption, and the prepared magnetic adsorbent can effectively remove sulfur compounds in the oil products.

【技術實現步驟摘要】
一種用于油品脫硫的磁性吸附劑及其制備方法和應用
本專利技術涉及一種用于油品脫硫的磁性吸附劑的制備方法及其應用，特別是對油品中含硫化合物的脫除，屬于復合材料的

技術介紹
各類油品中都含有不同濃度的硫化物，硫化物的存在是影響煉油行業的重要因素之一，油品中含硫化物的存在給石油加工過程帶來腐蝕、催化劑重毒和污染等諸多問題。因此，將油品中硫的質量分數盡可能降低已成為我國石油加工行業研究的一個重要課題。目前的脫硫技術主要是在高溫、高壓條件下的加氫脫硫，加氫脫硫不僅耗能巨大，而且對加工設備有很高的要求。此外，過度加氫還可能對油品的使用性能造成不利影響，引起油品抗爆和潤滑性能下降，儲存安定性變差以及油品的色相惡化等。因此，低能耗、低成本的脫硫方式受到人們的關注。磁性納米材料作為一種新型功能復合材料具有吸附能力強、表面可修飾和易分離等特點，在酸催化和吸附分離等領域應用廣泛。通過負載多酸制備成酸性或者氧化型磁性催化劑，兼具二者的雙重特點，可通過外加磁場的方式將催化劑從反應體系中快速高效的回收，有效地解決了催化劑的分離問題。因此，磁性特別是具有超順磁特性的材料作為載體制備固體多功能催化劑迅速成為目前催化領域研究的熱點。同時，與傳統過濾和離心分離吸附劑相比，在外加磁場的作用下，磁性納米粒子能夠很方便地和底液分離，操作簡便、成本低、分離效率高。此外，磁性微球具有大的比表面積，因此具有吸附容量大、速度快等優點，在物質的分離、吸附和凈化等方面顯示了很好的應用前景。CN1616604A公開了一種磁性聚乙烯醇復合載體固定化德式假單胞菌R-8并將其用于生物脫硫的方法，為保持單胞菌活性其制備條件較為苛刻且制備流程較為復雜。CN103084147B公開了一種制備表活性劑修飾的氧化亞銅-氧化鐵納米粒子的方法及其在油品脫硫中的應用，其制備過程需在無機溶劑及有機溶劑中轉換較為繁瑣，且起修飾作用的表面活性劑由于易在油品脫硫過程中脫落，其再生性能難以保證。
技術實現思路
為解決上述技術問題，本專利技術的目的是提供一種用于油品脫硫的磁性吸附劑及其制備方法。該制備方法操作簡單，成本低，能耗少。由該方法制備得到的磁性吸附劑能夠有效地除去油品中的含硫化合物。為了達到上述目的，本專利技術提供了一種用于油品脫硫的磁性吸附劑的制備方法，該制備方法包括以下步驟：水解法制備磁性納米粒子，通過浸漬法將吸硫組分修飾到所述磁性納米粒子表面，制備得到用于油品脫硫的磁性吸附劑。在上述制備方法中，優選地，所述磁性納米粒子可以是表面包覆檸檬酸鹽的氧化鐵磁性納米粒子。根據本專利技術的具體實施方案，優選地，該制備方法包括以下具體步驟：將亞鐵鹽溶液和鐵鹽溶液混合，在超聲過程中滴加氨水，將得到的沉淀分離、洗滌(可以用甲醇、乙醇或去離子水洗滌)分散到溶劑中，得到氧化鐵磁性納米粒子分散液，所采用的溶劑可以為乙醇或其他有機溶劑；向氧化鐵磁性納米粒子分散液中加入檸檬酸鹽溶液，振蕩反應后分離沉淀并洗滌(可以用甲醇、乙醇或去離子水洗滌)，得到表面包覆檸檬酸鹽的氧化鐵磁性納米粒子；將所述表面包覆檸檬酸鹽的氧化鐵磁性納米粒子加入到含有吸硫組分的鹽溶液中，攪拌，反應完成后分離沉淀，洗滌烘干，得到用于油品脫硫的磁性吸附劑。在上述制備方法中，優選地，所采用的檸檬酸鹽包括但不限于檸檬酸鈉、檸檬酸鉀和檸檬酸銨中的一種或幾種，所采用的吸硫組分的鹽溶液中的吸硫組分包括但不限于Ni、Cu、Pd、Sn和Ag中的一種或幾種。在上述制備方法中，優選地，所采用的亞鐵鹽包括但不限于氯化亞鐵和硫酸亞鐵中的一種或兩種，所采用的鐵鹽包括但不限于三氯化鐵、硝酸鐵和硫酸鐵中的一種或幾種。在上述制備方法中，優選地，亞鐵鹽和鐵鹽的摩爾比為(5-1):(1-5)；亞鐵鹽溶液的濃度為0.05-0.50M；鐵鹽溶液的濃度為0.10-1.00M，所采用的氨水的濃度為0.50-1.00M；檸檬酸鹽溶液的濃度為0.05-0.50M；含有吸硫組分的鹽溶液中，吸硫組分的濃度為0.05-0.25M。在上述制備方法中，優選地，所述亞鐵鹽溶液、所述氨水、所述檸檬酸鹽溶液和所述含有吸硫組分的鹽溶液的體積比為1:(5-20):(5-50):(5-75)。在上述制備方法中，優選地，振蕩反應的溫度為10-200℃，振蕩反應的振蕩頻率為20-300HKz，振蕩反應的時間為0.5-3h。在上述制備方法中，優選地，攪拌是在氮氣氣氛下進行；烘干的溫度為60-120℃，時間為2-6h。在上述制備方法中，優選地，分離沉淀的步驟借助外加磁場，更優選地，外加磁場包括永磁鐵和/或電磁場。本專利技術還提供了一種由上述制備方法制備得到的用于油品脫硫的磁性吸附劑。優選地，該磁性吸附劑的粒徑為100nm-300nm。本專利技術還提供了上述磁性吸附劑在油品脫硫中的應用，所述油品可以為汽油、航煤、柴油、蠟油、燃料油或原油。在實際應用中，優選地，磁性吸附劑與含硫化合物的油品充分接觸，在速率60-100rpm下和25-60℃下攪拌10-30min進行吸附脫硫。脫硫后，通過外加磁場將吸附后的磁性脫硫吸附劑從所述含硫原油分離出來；將上述分離的磁性吸附劑用水、甲醇或乙醇等溶劑洗滌，回收得到可循環再用的磁性吸附劑。在本專利技術的用于油品脫硫的磁性吸附劑中，磁性納米粒子具有高比表面積，吸硫組分(例如鎳)對硫有很強吸附作用，這二者有機地結合起來，有效地實現了油品脫硫效果。利用磁性納米粒子通過磁場易于分離的特點，可使脫硫后的磁性吸附劑再生，循環再用。附圖說明圖1為實施例1中的磁性吸附劑的電鏡圖。具體實施方式為了對本專利技術的技術特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，現對本專利技術的技術方案進行以下詳細說明，但不能理解為對本專利技術的可實施范圍的限定。實施例1本實施例提供了一種用于油品脫硫的磁性吸附劑的制備方法，該方法包括以下步驟：(1)制備氧化鐵磁性納米粒子分別配制20mL濃度為0.05M的氯化亞鐵溶液和20mL濃度為0.1M的三氯化鐵溶液，兩種溶液混合置于反應器中，超聲過程中向反應器中滴加100mL濃度為0.60M的氨水，反應后借助永磁鐵將所得沉淀分離出來，分別用乙醇和去離子水洗滌后，將所得產物分散到乙醇中，得到氧化鐵磁性納米粒子分散液。(2)包覆檸檬酸鈉：將100mL濃度為1.0M的檸檬酸鈉倒入上述氧化鐵磁性納米粒子分散液中，在80℃、40HKz條件下振蕩反應2h；混合物在常溫下冷卻后再進行超濾，將剩余未反應的檸檬酸鈉從反應溶液中去除，直至濾液導電率與清水相同，得到表面包覆檸檬酸鹽的氧化鐵磁性納米粒子。(3)磁載吸硫組分：配制150mL氯化鎳溶液(濃度為0.25M)，向該溶液中加入步驟(2)制備的表面包覆檸檬酸鹽的氧化鐵磁性納米粒子；將混合物在常溫、轉速200rpm和氮氣氣氛下攪拌10min，在反應器的底部外加磁石約5min，將磁性吸附劑吸附在反應器的底部，去除上層液體，分別用去離子水和乙醇洗滌，并在110-120℃條件下烘干，即得到用于油品脫硫的磁性吸附劑，如圖1所示。從圖1中可以看出，制備的磁性吸附劑顆粒粒徑較為均勻且小于10nm，通過透射電鏡圖可以明顯看出其顆粒周圍有檸檬酸包覆層，活性組分Ni由于高度分散于吸附劑表面難以觀察到，磁性吸附劑整體上達到了預期的制備效果。實施例2本實施例提供了一種用于油品脫硫的磁性吸附劑的制備方法，該方本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于油品脫硫的磁性吸附劑的制備方法，該制備方法包括以下步驟：水解法制備磁性納米粒子，通過浸漬法將吸硫組分修飾到所述磁性納米粒子表面，制備得到用于油品脫硫的磁性吸附劑。

【技術特征摘要】
1.一種用于油品脫硫的磁性吸附劑的制備方法，該制備方法包括以下步驟：水解法制備磁性納米粒子，通過浸漬法將吸硫組分修飾到所述磁性納米粒子表面，制備得到用于油品脫硫的磁性吸附劑。2.如權利要求1所述的制備方法，其中，所述磁性納米粒子包括表面包覆檸檬酸鹽的氧化鐵磁性納米粒子。3.如權利要求1或2所述的制備方法，其中，該制備方法包括以下步驟：將亞鐵鹽溶液和鐵鹽溶液混合，在超聲過程中滴加氨水，將得到的沉淀分離、洗滌分散到溶劑中，得到氧化鐵磁性納米粒子分散液；向所述氧化鐵磁性納米粒子分散液中加入檸檬酸鹽溶液，振蕩反應后分離沉淀并洗滌，得到表面包覆檸檬酸鹽的氧化鐵磁性納米粒子；將所述表面包覆檸檬酸鹽的氧化鐵磁性納米粒子加入到含有吸硫組分的鹽溶液中，攪拌，反應完成后分離沉淀，洗滌烘干，得到用于油品脫硫的磁性吸附劑。4.如權利要求3所述的制備方法，其中，所述檸檬酸鹽包括檸檬酸鈉、檸檬酸鉀和檸檬酸銨中的一種或幾種，所述吸硫組分的鹽溶液中的吸硫組分包括Ni、Cu、Pd、Sn和Ag中的一種或幾種。5.如權利要求3或4所述的制備方法，其中，所述亞鐵鹽包括氯化亞鐵和硫酸亞鐵中的一種或兩種，所述鐵鹽包括三氯化鐵、硝酸鐵和硫酸鐵中的一種或幾種。6.如權利要求3-5中任一項所述的制備方法...

【專利技術屬性】
技術研發人員：周廣林，羅聃，李芹，周紅軍，
申請(專利權)人：中國石油大學北京，北京中石大新能源研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：北京,11