[發明專利]一種以Ag2O/SiO2-氧化石墨烯復合氣凝膠為吸附劑脫除燃料油中噻吩類硫的方法

在審

• 申請號: 201810040591.3
• 申請日: 2018-01-16
• 公開（公告）號: CN108342217A
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發明（設計）人: 張波;潘飛苗;蔡偉豪;劉少博;周金兵
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: C10G25/00
• 分類號: C10G25/00;B01J20/20;B01J20/28
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 周紅芳

一種以Ag₂O/SiO₂?氧化石墨烯復合氣凝膠為吸附劑脫除燃料油中噻吩類硫的方法，屬于燃料油加工技術領域。該方法以正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、硅溶膠、水玻璃等為硅源、以醋酸銀、硝酸銀等為銀源，采用溶膠凝膠—常壓干燥法制得Ag₂O/SiO₂?氧化石墨烯復合氣凝膠。將其定量填裝于固定床吸附裝置中，在一定溫度與空速下，注入含噻吩類硫的模擬汽油，在反應裝置的下端出口處收集吸附后的模擬汽油，進行色譜分析。結果表明Ag₂O/SiO₂?氧化石墨烯復合氣凝膠對噻吩類硫有很好的吸附性能。本發明中Ag₂O/SiO₂?氧化石墨烯復合氣凝膠吸附劑的制備方法簡單、成本低廉，該吸附劑可多次重復使用、經濟效益高、環境友好、其吸附條件溫和、對吸附設備的要求低。

技術領域

本發明屬于燃料油加工技術領域，具體涉及一種以π絡合吸附的Ag₂O/SiO₂-氧化石墨烯復合氣凝膠脫硫吸附劑及其制備方法和在汽油脫硫中的應用。

背景技術

隨著車用工業的大力發展，汽車尾氣硫化物的大量排放不僅使環境污染問題日趨嚴重，同樣也威脅著人類的身體健康。燃料電池對燃料油中的硫含量也有相當高的要求，有機硫化物的存在，會使燃料電池電極中的催化劑中毒，使燃料電池不能有效的將柴汽油中的化學能轉化成電能。因此，對燃料油的深度脫硫已經成為了全球關注的焦點。

目前，燃料油品的脫硫工藝主要有加氫脫硫技術、烷基化脫硫技術、生物脫硫技術、萃取脫硫技術、氧化脫硫技術、吸附脫硫技術等。現在的工業生產中，脫硫的主要工藝仍是傳統的加氫脫硫，但其操作成本較高、耗氫量大、操作條件苛刻，降低汽油中辛烷值等缺點。且加氫脫硫只對于硫醇、硫醚、無機硫等有較好效果，對于熱穩定性極高的噻吩類硫化物的脫硫效果很差。吸附脫硫由于其成本低廉，操作條件溫和，脫硫效果好，不污染環境，其中π絡合吸附脫硫相對于物理吸附脫硫是有選擇性的，對于化學吸附脫硫更易于脫附再生，是目前最有前景的脫硫方法。

π絡合吸附脫硫的關鍵在于制備一種高效的π絡合吸附劑。常用于制備π絡合脫硫吸附劑的金屬離子有Cu²⁺、Ag⁺、Ni²⁺、Co²⁺等。而制備π絡合脫硫吸附劑，須將這些金屬離子分散在高比表面積的載體上。根據載體的不同，π絡合脫硫吸附劑可分為分子篩類、活性炭類、金屬氧化物類。

以分子篩為載體的π絡合脫硫吸附劑。沈陽化工大學(公開號CN 103170305 A)以負載Ag離子的13X分子篩為脫硫吸附劑，用于深度脫除汽油中的噻吩及其衍生物和苯并噻吩。其中銀的元素含量占吸附劑總重量的3％～5％，銀元素為離子態。中國科學院(公開號CN 1511629 A)制備了一種深度脫除硫化物的分子篩吸附劑，由Y型分子篩負載金屬鹽類組成。這類π絡合吸附劑，載體價格低廉，制備方法簡單，可循環再生。但微孔分子篩脫硫吸附劑所交換的過渡金屬離子數目有限，對硫化物的吸附容量不大，且微孔分子篩自身的微孔結構，大分子的噻吩類硫化物由于分子尺寸效應無法進入孔道內與金屬離子形成π絡合作用，即無法達到深度脫硫。

以活性炭為載體的π絡合脫硫吸附劑。沈陽化工大學(公開號CN 103143322 A)制備了一種負載了Fe離子的活性炭吸附劑，對汽油中的噻吩及其衍生物有較大的吸附容量與選擇性，且制備方法簡單，再生容易，吸附劑使用壽命長。中國石油化工股份有限公司(公開號CN 104549143 A)通過采用含Al、Zn、Ni等金屬的鹽和H₃PO₄作為助劑對活性炭進行修飾改性，較好地解決了氣體原料吸附凈化脫硫技術中存在單一吸附劑不能同時有效脫除多種硫化物、硫的脫除率低以及脫硫劑的穿透硫容低等問題。但活性炭的孔結構以微孔為主，改性的活性炭對噻吩類大分子硫化物的吸附容量仍然非常小，難以滿足工業生產的要求。