过硫酸盐-盐酸对燃油中1-8辛二硫醇的氧化脱硫

论文总字数：5261字

摘 要

本文以1,8-辛二硫醇正辛烷为模拟燃油，在盐酸介质中，以过硫酸盐为氧化剂，研究了氧化剂用量、反应时间、反应温度及酸度对1,8-辛二硫醇的脱硫效率的影响。实验结果表明在优化的条件下过硫酸盐-盐酸体系对1,8-辛二硫醇的氧化脱硫率接近50%。

关 键 词： 氧化脱硫，过硫酸盐，1,8-辛二硫醇

Abstract：1,8-octanedithiol was selected to represent the organosulfur compounds in diesel fuel. The effect of oxidation desulfurization for 1,8-octanedithiol was studied in the present of hydrochloric acid. The effects of dosage of oxidizer, concentration of S₂O₈^2-, reaction time, reaction temperature and the concentration of hydrochloric acid on the oxidation desulfurization were investigated. The experimental results showed that under the optimized condition the S₂O₈^2--HCl could oxidize 1,8-octanedithiol with a conversion of about 50%.

Keywords：Oxidation desulfurization, S₂O₈^2-,1,8-octanedithiol

目 录

1 前言 3

2 实验部分 3

2.1仪器与试剂 3

2.2实验方法 3

2.3色谱各种参数 3

3结果与讨论 4

3.11,8-辛二硫醇的色谱图 4

3.2反应时间对脱硫效果影响 4

3.3温度对脱硫效果影响 5

3.4 HCl浓度对脱硫效果影响 5

3.5过硫酸盐用量对脱硫效果影响 6

结 论 7

参考文献 8

致谢 9

1 前言

燃油中含有大量的硫化物，燃烧后释放出大量硫化物到空气中，给环境带来很大的危害。硫在石油中存在形式已经确定的有元素硫、硫醇、硫醚、环硫醚、二硫化物、噻吩及其同系物等，全球范围内对燃料油的质量要求越来越严格，低硫的“清洁燃料”已成为世界各大炼油企业追求的目标。各国对燃油中的硫化含量要求越来越严格，不断推动着脱硫技术的发展。在生产清洁汽油方面，我国与发达国家相比还处于落后状态，我国汽油的国家标准规定到2010年与国际接轨，要快速实现国际燃料油标准对我国的炼油企业将是一种挑战。

目前存在的脱硫方法主要有催化加氢脱硫^[1]、氧化脱硫^[2]、吸附脱硫^[3]、生物催化脱硫^[4]、萃取脱硫^[5]等诸多方法。催化裂化汽油中的含硫化合物主要有硫醇、硫醚、噻吩等类化合物，二硫化物硫和硫醇硫占总硫含量的15%左右；硫醚硫占总硫含量的25%左右，噻吩类硫占总硫含量的60%以上^[6]。氧化脱硫技术主要是用氧化剂在催化剂的作用下将噻吩类硫化物氧化为相应的水溶性砜或亚砜，从而达到脱硫的目的 ^[7]，加氢脱硫技术发展迅速，具有较好的脱硫效果，但加氢脱硫的同时使烯烃饱和，造成辛烷值下降，而且耗氢量较大。加氢脱硫为炼油企业广泛采用，但反应温度高，压力大，且需要加入昂贵的氢气，不能达到深度脱硫目的。而氧化脱硫技术成本低，反应条件温和，可获得深度脱硫。

本文阐述了在双氧水体系中，利用1,8-辛二硫醇模拟含硫汽油, 经过硫酸盐作用下，分别从控制时间，温度，酸度几个变量探究1,8-辛二硫醇的脱硫效果。

2 实验部分

2.1仪器与试剂

正辛烷，1,8-辛二硫醇，用正辛烷配制的2.50mM 1,8-辛二硫醇模拟燃油，37% HCl，10%过硫酸盐，蒸馏水。所有试剂与化学药品均为分析纯。

吸量管、温度计、试管、带水浴功能的双层水浴反应釜、试管、微量进样器、空气泵、水浴锅、磁力搅拌器、GC14B气相色谱仪（日本岛津）。

2.2 实验方法

在双层水浴反应釜依此加入预先设定好的一定量HCl溶液、过硫酸盐溶液和1,8-辛二硫醇模拟燃油，加入磁子，用铁架台固定并安置于磁力搅拌器上。用橡皮管连接带水浴功能的双层水浴反应釜，一端连接置于水浴锅中的空气泵，借由空气泵将热水泵入带水浴功能的双层水浴反应釜中，以保持温度恒定，打开磁力搅拌器搅拌计。

待到达预定的反应时间后，将双层水浴反应釜内的溶液转移至试管中，置于试管架上静置。待溶液分层，上部呈澄清透明状后，取上清液于3.00ml正辛烷试管中，取 0.20ul注入气相色谱仪，硫化物大概在3.655min出峰，记录峰面积。出峰面积跟标准模拟燃油对比，脱去的硫的量即为两次测量结果的差值，计算脱硫百分比(S%)。

2.3 色谱工作条件

色谱条件：检测器：FID；检测器温度：270℃；进样口温度：270℃；拄温：270℃ ；色谱柱：AC5毛细管柱（兰州）：内径：0.22mm：长度:30m；膜厚：0.25mm。

3结果与讨论

3.11,8-辛二硫醇的色谱图

1,8-辛二硫醇的色谱图见图1，1,8-辛二硫醇的保留时间为3.655min，故选3.655min的色谱峰面积作定量分析。

图1 1,8-辛二硫醇的色谱图

3.2反应时间对脱硫效果影响

实验用5.00ml过硫酸盐 、0.20ml无水乙醇、6.0M的HCl溶液5.00ml、5.00ml1,8-辛二硫醇溶液分别在35.0℃下分别反应1.00、2.00、3.00、4.00h，实验结果见表1，反应1.00、2.00、3.00、4.00h脱硫百分比分别为44.2%、46.2%、43.6%、43.0%。

表1 反应时间对脱硫效率的影响

10%过硫酸盐（ml）	无水乙醇（ml）	6M HCl（ml）	T(℃)	t(h)	S%
5.00	0.20	5.00	35.0	1.00	44.2
5.00	0.20	5.00	35.0	2.00	46.2
5.00	0.20	5.00	35.0	3.00	43.6
5.00	0.20	5.00	35.0	4.00	43.0

3.3温度对脱硫效果影响

用5.00ml过硫酸盐溶液 、0.20ml无水乙醇、6.0M的HCl 5.00ml、5.00ml1,8-辛二硫醇，分别在35.0℃、45.0℃、55.0℃下反应2.00h，实验结果见表2，在35.0℃、45.0℃、55.0℃的脱硫百分比分别为46.2%、38.9%、42.3%。

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