[發明專利]一種兩步法柴油氧化脫硫的方法

無效

• 申請號: 201410151125.4
• 申請日: 2014-04-16
• 公開（公告）號: CN103965955A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 肖靜;張偉;李忠;王勛;苗廣;葉飛燕
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C10G53/14
• 分類號: C10G53/14
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本發明涉及一種柴油脫硫的方法，具體涉及一種兩步法柴油氧化脫硫的方法。

背景技術

隨著人類社會現代化進程的加快，車輛燃油的消耗量迅猛增長，含硫燃油在燃燒過程不可避免向環境排放大量的硫化物，對環境造成嚴重污染，如酸雨和顆粒物的排放等，嚴重威脅到人類的生存環境和社會的可持續發展，引起社會公眾和政府的廣泛關注。據報道每年由于汽車燃油燃燒向空氣中排放的SO₂達幾千萬噸，它已成為大氣污染的主要源頭之一；與此同時，SO₂對NO_x以及顆粒物的產生有明顯的促進作用。為此，世界各國制定了嚴格的燃油含硫標準，清潔燃油的生產成為全球石化企業研究的熱點。

目前，煉油廠使用的燃油脫硫技術是加氫脫硫，它存在的問題是：加氫脫硫需要在較高的反應溫度(300-400℃)和壓力(3-6 MPa)下進行，需大量消耗氫氣，而且難脫除燃油中有空間位阻效應的硫化物[1]（[1] Xiao, J.; Sitamraju, S.; Chen, Y.; Janik, M.; Song, C.S. Air-promoted Adsorptive Desulfurization (ADS) over TiO₂-CeO₂ Mixed Oxides from Diesel Fuel under Ambient Conditions. ChemCatChem 2013, 5, 3582-3568.）。因此，研究和開發低能耗，不消耗氫氣的高選擇性深度脫硫技術，不僅具有科學價值，而且還具有重大的國家需求和現實意義。

氧化脫硫因不消耗氫氣、可在溫和反應條件下，將燃油中的硫化物在催化劑表面氧化從而獲得含砜燃油，而砜易通過吸附或萃取等后處理技術去除，因而是一種極具應用前景的燃油脫硫技術。然而，當前的氧化脫硫技術面臨的關鍵難題是合適氧化劑的選取及其與氧化脫硫催化劑的匹配，以及氧化劑/催化劑的后續分離問題等[2,3]（[2] Sundararaman, R.; Ma, X.L.; Song, C.S. Oxidative Desulfurization of Jet and Diesel Fuels Using Hydroperoxide Generated in Situ by Catalytic Air Oxidation. Ind. Eng. Chem. Res. 2010, 49, 5561-5568. [3] Xiao, J.; Wu, L.; Wu, Y.; Liu, B.; Li, Z; Xia, Q; Xi, H. Oxidative Desulfurization of Gasoline Using a Phosphotungstic Acid/Activated Carbon Catalyst with Hydrogen Peroxide and Effects of Gasoline Composition. Appl. Energy 2014, 113, 78-85.）。

發明內容

為了克服現有技術的缺點與不足，本發明的首要目的在于發明一種兩步法柴油氧化脫硫的方法。該方法操作簡單，可在溫和反應條件下進行，不需消耗氫氣，可催化氧化脫除柴油中的有機硫。與此同時，該方法避免了氧化劑的后續分離問題，而氧化脫硫催化劑則易通過固液分離而回收和再生循環使用。

一種兩步法柴油氧化脫硫的方法，包括如下步驟：

(1) 將空氣通入含有機硫的柴油中進行光激發反應，促進柴油原位產生活性氧物種，得到含活性氧物種的柴油；

(2) 將氧化脫硫催化劑加入到步驟（1）得到的含活性氧物種的柴油中進行催化氧化脫硫反應，從而實現柴油中有機硫的氧化。

上述方法中，步驟(1)中所述光激發反應的條件為在30-110℃溫度范圍內光照；所述光照的光源為汞燈或氙燈；所述光源功率為100-800W；所述光源所發出的光為紫外光或可見光；所述空氣的流速為5-40 min^-1；所述反應的反應時間為5-30 h。