H₂O₂氧化燃料油的脫硫研究

摘 要：文中分別采用負(fù)載型磷鎢酸（磷鎢酸/TiO2）為催化劑，30%H₂O₂為氧化劑對(duì)燃料油（柴油、汽油）中的硫化物進(jìn)行催化氧化脫除，考察了催化劑用量，氧化時(shí)間，氧化溫度，氧化劑用量等操作條件對(duì)脫硫率的影響，并初步討論了燃料油的氧化動(dòng)力學(xué)。

關(guān)鍵詞：磷鎢酸；脫硫；催化氧化；燃料油

1 磷鎢酸/TiO2催化H₂O₂氧化柴油脫硫反應(yīng)

1.1 催化劑用量的影響

在氧化溫度70℃，氧化時(shí)間60min，相轉(zhuǎn)移催化劑用量0.11%，H₂O₂/S=1∶10的條件下，實(shí)驗(yàn)得出：催化劑用量在1.13%～3.40%之間，柴油的脫硫率逐漸提高，繼續(xù)增加催化劑用量，脫硫率反而有所下降。因此，選擇催化劑最佳用量為3.40%。

1.2 氧化時(shí)間的影響

在氧化溫度70℃，催化劑用量3.40%，相轉(zhuǎn)移催化劑用量0.11%，H₂O₂/S=1∶10的條件下，實(shí)驗(yàn)得出：氧化時(shí)間由40min到60min時(shí)，脫硫率隨著氧化時(shí)間的延長(zhǎng)而增大。在氧化時(shí)間為60min時(shí)，脫硫率達(dá)到88.83%，再進(jìn)一步延長(zhǎng)氧化時(shí)間，副反應(yīng)加劇，脫硫率的數(shù)值逐漸降低，因此，選擇60min為最佳氧化時(shí)間。

1.3 氧化溫度的影響

1.4 劑油比的影響

有大量文獻(xiàn)報(bào)道劑油比對(duì)柴油的脫硫率影響較大[2]。在氧化溫度70℃，氧化時(shí)間60min，催化劑用量3.40%，相轉(zhuǎn)移催化劑用量0.11%，氧化劑用量對(duì)柴油脫硫率的影響由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出：柴油脫硫率隨著H₂O₂/S比的增大而增大，當(dāng)H₂O₂/S達(dá)到1∶10時(shí)，柴油脫硫率達(dá)到最大，繼續(xù)加大其用量時(shí)，柴油脫硫率反而有所下降。因此，氧化劑的適宜用量為H₂O₂/S為1∶10。

2 磷鎢酸/TiO2催化H₂O₂氧化汽油脫硫反應(yīng)

2.1 催化劑用量的影響

在氧化溫度60℃，氧化時(shí)間50min，相轉(zhuǎn)移催化劑用量1.14%，H₂O₂/S=1∶10的條件下，催化劑用量對(duì)汽油脫硫率的影響由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出：當(dāng)催化劑用量為4.27%時(shí)，汽油的脫硫率達(dá)到最大為86.88%。因此，催化劑的最佳用量為4.27%。

2.2 氧化時(shí)間的影響

在氧化溫度60℃，催化劑用量4.27%，相轉(zhuǎn)移催化劑用量1.14%，H₂O₂/S=1∶10的條件下，氧化時(shí)間對(duì)汽油脫硫率的影響由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出：選擇50min為最佳氧化時(shí)間。

2.3 氧化溫度的影響

在氧化時(shí)間60min，催化劑用量4.27%，相轉(zhuǎn)移催化劑用量0.14%，H₂O₂/S=1∶10的條件下，氧化溫度對(duì)汽油脫硫率的影響由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出：在氧化溫度為60℃時(shí)汽油脫硫率達(dá)到最大值。因此，選擇60℃為最佳氧化溫度。

2.4 劑油比的影響

4 結(jié)論

4.2 以磷鎢酸/ TiO2為催化劑，H₂O₂為氧化劑，催化氧化汽油脫硫的最佳反應(yīng)條件為：氧化溫度60℃，氧化時(shí)間50min，催化劑用量4.27%，相轉(zhuǎn)移劑用量0.14%，H₂O₂/S=1∶10。在此條件下，汽油的脫硫率為86.85%。

4.3 以磷鎢酸/TiO2為催化劑，對(duì)柴油和汽油的氧化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了初步的研究，計(jì)算出柴油氧化反應(yīng)的表觀活化能Ea=16.95kJ/mol，汽油的表觀活化能Ea=12.58kJ/mol，柴油氧化的活化能要高于汽油氧化的活化能，說明柴油反應(yīng)速率對(duì)溫度變化要比汽油反應(yīng)速率對(duì)溫度變化要敏感。

參考文獻(xiàn)

[1]王亮，李春虎，侯影飛.柴油氧化萃取脫硫工藝[J].化工進(jìn)展，2009，28：164-165.

[2]呂志鳳，戰(zhàn)風(fēng)濤，李林等.用H₂O₂-有機(jī)酸氧化脫除催化裂化柴油中的硫化物[J].石油大學(xué)學(xué)報(bào)（白然科學(xué)版），2001，25（3）：26-29.