[發(fā)明專利]一種超聲波輔助Ce4+氧化柴油同時(shí)脫硫脫氮的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910092650.2
• 申請(qǐng)日: 2009-09-16
• 公開（公告）號(hào): CN101921609A
• 公開（公告）日: 2010-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬潔;孫曉彥;孫西同
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 首都師范大學(xué)
• 主分類號(hào): C10G27/00
• 分類號(hào): C10G27/00;C10G31/00;C10G53/14
• 代理公司: 北京華誼知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11207
• 代理人: 呂中強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于無(wú)機(jī)化學(xué)領(lǐng)域，涉及一種柴油氧化脫硫脫氮的方法，具體是在超聲波的輔助作用下通過(guò)Ce⁴⁺的氧化作用脫除柴油中含硫類及含氮類有機(jī)化合物。

技術(shù)背景：

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，柴油車的需求量越來(lái)越大，而柴油中硫、氮含量越來(lái)越高，使得汽車尾氣中硫氧化物和氮氧化物的含量增加，造成以下危害：1、形成酸雨，腐蝕建筑物，危害植物及自然環(huán)境；2、導(dǎo)致用于汽車尾氣處理的催化劑中毒，縮短催化劑使用壽命，影響尾氣處理效果；3、能夠腐蝕發(fā)動(dòng)機(jī)，降低其性能和使用壽命。因此，環(huán)境法規(guī)要求的硫、氮含量越來(lái)越低，如何降低柴油中的硫、氮含量也成為各煉油廠的技術(shù)關(guān)鍵。過(guò)去大多數(shù)研究都集中在加氫深度脫硫、脫氮上，此方法雖然成熟，在節(jié)約資源上也有很大優(yōu)勢(shì)，但深度加氫會(huì)影響油的品質(zhì)，淺度加氫又會(huì)造成脫硫脫氮率不高，而且該工藝需要有足夠的氫源，昂貴的設(shè)備，大量的投資，在國(guó)內(nèi)普遍應(yīng)用有很大的局限性。同時(shí)，微生物法脫硫脫氮也是近年來(lái)研究的熱點(diǎn)，這種方法克服了投資和操作費(fèi)用高的問(wèn)題，反應(yīng)條件溫和，但微生物的生長(zhǎng)受環(huán)境影響很大，并且實(shí)驗(yàn)周期較長(zhǎng)，因此還未應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中。近年來(lái)，有人將超聲波與氧化劑聯(lián)用的方法應(yīng)用到柴油脫硫中，大多數(shù)采用的氧化劑是H₂O₂及H₂O₂與催化劑Fe²⁺聯(lián)用的Fenton試劑，但這種柴油的氧化脫硫技術(shù)存在氧化劑價(jià)格高、柴油收率低和有含硫污水排放等問(wèn)題。因此，探求一種經(jīng)濟(jì)效益比高的脫硫脫氮方法是我們目前需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

據(jù)《遼寧石油化工大學(xué)學(xué)報(bào)》2005，25(4)報(bào)道，韓雪松等采用超聲波與H₂O₂-乙酸聯(lián)用技術(shù)氧化脫硫，當(dāng)超聲頻率為28kHz，聲強(qiáng)為0.4w/cm²時(shí)可使高硫FCC柴油中硫含量由1988μg/g降到103μg/g，柴油密度降低，脫硫率達(dá)95％；

據(jù)《化學(xué)與黏合》2007，29(3)報(bào)道，董麗旭等在超聲條件下以H₂O₂(濃度為30％)為氧化劑，在超聲頻率為28kHz，功率為200w時(shí)，使催化裂化柴油中的硫含量從1936.48μg/g降到99.73μg/g，柴油脫硫率為94.8％；

據(jù)《燃料化學(xué)學(xué)報(bào)》2007，35(2)報(bào)道，戴詠川等采用超聲波與類Fenton試劑Cu²⁺/H₂O₂聯(lián)用技術(shù)使催化裂化柴油(含硫量1452.6×10^-6)中脫硫率達(dá)63.5％；

據(jù)《Fuel?processing?technology》2008，報(bào)道，Yongchuan?Dai等以Fenton試劑為氧化劑，通過(guò)超聲波的輔助作用在超聲頻率為28kHz，功率為200w，F(xiàn)e²⁺/H₂O₂為0.05mol/mol，pH等于2.10的條件下能使柴油中的硫含量從568.75μg/g降到9.5μg/g，但未進(jìn)行含硫量較高柴油的脫硫脫氮研究。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明目的是針對(duì)含硫量較高的柴油通過(guò)添加Ce(SO₄)₂.4H₂O粉末和萃取劑的方式，在超聲波輔助作用下，脫除柴油中含硫類及含氮類有機(jī)化合物。

一種超聲波輔助Ce⁴⁺氧化柴油同時(shí)脫硫脫氮的方法，其特征是先配制pH為0.5～0.8的硫酸溶液，將Ce(SO₄)₂.4H₂O粉末溶于已配好的硫酸溶液中，使硫酸溶液中Ce(SO₄)₂.4H₂O粉末濃度為0.05～0.5mol/L，在盛有0.05～0.5mol/L?Ce⁴⁺溶液的中加入含硫量8000～11000μg/g，含氮量100～144μg/g的柴油，使柴油和Ce⁴⁺溶液體積比在1∶7～1∶10之間，在水溫為50～100℃的超聲波發(fā)生器中以頻率為100w超聲反應(yīng)30-70min。