[發明專利]一種鈷基立方介孔催化劑在油品催化氧化脫硫脫氮中的應用

有效

• 申請號: 201611001130.2
• 申請日: 2016-11-11
• 公開（公告）號: CN106753547B
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發明（設計）人: 楊春平;魏賽楠;仇璐;康麗;曾光明;劉紅玉;李惠茹;劉海洋
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: C10G53/14
• 分類號: C10G53/14;C10G27/12;B01J29/03
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本發明涉及一種利用Co/KIT?6立方介孔催化劑去除油品中二苯并噻吩的方法，其方法如下：先后稱取一定量P123，濃鹽酸和去離子水在35℃下攪拌，加入正丁醇，維持35℃攪拌1h，加入正硅酸乙酯(TEOS)(P123：H₂O：HCl：正丁醇：TEOS＝0.017:196.49:5.31:1.31:1(摩爾比))，攪拌24h，35℃水熱處理24h。所得白色晶體經抽濾，洗滌，550℃焙燒得KIT?6。再用浸漬法制備Co/KIT?6催化劑。將上述合成的Co/KIT?6催化劑和氧化劑過氧化環己酮加入到含一定量二苯并噻吩(DBT)和喹啉的正辛烷溶液中，反應后用N,N?二甲基甲酰胺(DMF)先后萃取兩次。該方法能對正辛烷體系中的二苯并噻吩和喹啉都起到顯著的催化作用，同時催化劑的制備工藝簡單且重復使用率高。

技術領域

本發明屬于石油化工技術領域，具體涉及提供一種鈷基立方介孔催化劑及其在一定操作條件下催化氧化油品中的二苯并噻吩DBT和喹啉，最后通過萃取達到同時去除油品中硫、氮化合物的目的。

背景技術

石油燃料在使用過后，硫、氮元素以多種方式進入大氣，形成酸雨和光化學煙霧，污染環境，嚴重破壞生態平衡。但是是當油品中的硫化物和堿性氮化物含量較高時，采取傳統的加氫處理措施很難將其中的硫化物和氮化物深度脫除。特別是氮化物的存在會影響油品的安定性，從而加大對環境的污染。隨著人們環保意識的增強，減少硫氮排放量降低污染的呼聲越來越高。為了響應國家的號召和實現企業效益的最大化，開發能耗低、污染小的脫硫脫氮技術是一種必然趨勢。

KIT-6分子篩屬于三維立方型介孔材料，具有Ia3d的立方結構，它具備可大量合成、重復性好、孔徑可調控以及孔壁較厚等優點。這種三維結構與一維、二維介孔相比具有更好的傳質性能。近年來，立方介孔分子篩KIT-6因其具備比傳統分子篩比表面積大，孔容孔徑分布更均一等特點而備受關注。此外，這種三維結構擁有隨水熱合成溫度可控的孔道內部連通性，因此，在負載、吸附、骨架摻雜和表面改性等方面可進一步改造開發，從而在催化、材料領域具有巨大潛能。而目前在催化氧化領域內，負載型催化劑的研究尤為活躍。負載金屬種類繁多，其中，貴金屬Au、Ag基催化劑表現出卓越活性但成本較高，與此同時，Co、Cu基催化劑因金屬豐度較大，活性較高，價格較貴金屬而言要低很多，因此具備良好的應用前景。

目前國內脫氮主要包含萃取脫氮和氧化脫氮，而萃取脫氮難以達到深度脫氮的目的。氧化脫氮工藝大多是氧化和萃取相結合的氧化脫氮技術。采用氧化萃取法脫除硫化物和氮化物具有選擇性高、兩相分離速度快、分離效果好、燃料油收率高、萃取劑損失少、易再生且再生后性能穩定、不產生二次污染、價格低廉易得等優點。目前許多氧化催化體系已經被探索，均相催化體系有H₂O₂/甲酸，H₂O₂/乙酸，H₂O₂/雜多酸等，異相催化體系主要以Al₃O₂，MCM-41，SBA-15等分子篩為載體負載活性金屬作為催化劑。雙氧水雖是綠色氧化試劑，但是與油不能互溶，使得反應不充分，相比之下，溶油性氧化劑能很好的克服這個問題。此外，許多研究已證實固體催化劑活性更高，且可以回收利用而不污染環境。在催化劑的非貴金屬活性組分選擇上，鈷的氧化物已被廣泛使用，將其負載在結構性能更為優異的KIT-6立方介孔載體上，增加了活性位點，加大了有效比表面積，同時提高了催化性能，能對正辛烷體系中的二苯并噻吩和喹啉都起到顯著的催化作用。同時還能回收利用，多次再生后依然能表現出優越的催化性能。

發明內容

本發明旨在提供一種鈷基立方介孔催化劑，將其與過氧化環己酮、N，N-二甲基甲酰胺聯用，在一定溫度下進行同時脫硫脫氮，可達到深度脫硫脫氮效果，實現能源的清潔與利用。

本發明的技術方案是利用浸漬法，將KIT-6分子篩浸漬在一定濃度的硝酸鈷水溶液中從而將金屬鈷負載在載體上形成Co/KIT-6催化劑，然后與過氧化環己酮、N，N-二甲基甲酰胺聯用，形成高效催化氧化萃取-同時脫硫脫氮體系，達到油品深度脫硫脫氮目的。該方法包括以下步驟：