过硫酸铵-盐酸-磷钨酸对二苯并噻吩脱硫效果的研究

论文总字数：6762字

摘 要

本文用二苯并噻吩正辛烷作为模拟燃油，在盐酸介质中，以过硫酸铵作氧化剂，研究了磷钨酸对二苯并噻吩的脱硫效果。并进一步研究了反应时间、催化剂用量、反应温度酸度、氧化剂用量对二苯并噻吩脱硫效果的影响。实验结果表明：在优化的条件下，过硫酸铵-HCl-磷钨酸对二苯并噻吩氧化脱硫效率接近94%。

关键词：氧化脱硫，二苯并噻吩，过硫酸铵，磷钨酸

Abstract：The desulfurization effect of ammonium persulphate on dibenzothiphene in hydrochloric acid solution was studied using sodim phosphotungstic as catalyst, and the mixture of dibenzothiphene and octane as simulation fuel in this paper. Furthermore, the reaction time, dosage of catalyst, reaction temperature, acidity, dosage of oxidant and alcohol were investigated. The experimental results showed under the optimized condition the oxidative desulfurization rate of dibenzothiphene by ammonium persulphate -HCl- sodim phosphotungstic reaches nearly 94.0%.

Keywords: oxidative desulfurization, dibenzothiphene, ammonium persulphate, sodim phosphotungstic

目 录

1 前言 3

2 材料与方法 3

2.1 试剂 3

2.2 仪器 3

2.3 实验方法以及测定 3

3 结果与讨论 4

3.1 二苯丙噻吩吸收曲线 4

3.2 不同温度对脱硫效果影响 4

3.3 不同反应时间对脱硫效果影响 5

3.4 过硫酸铵浓度对脱硫效果影响 5

3.5 HCL浓度对脱硫效果影响 6

3.6 催化剂用量对脱硫效果影响 6

3.7无水乙醇用量对脱硫效果的影响 7

3.8循环次数对脱硫效果影响 7

结 论 9

参考文献 10

致 谢 11

1 前言

我国已成为全球最大的汽车生产和消费国，汽车尾气的污染已成为我国大气污染的重要来源之一。我国生产的汽油多为催化氢化汽油，汽油硫含量远远高于欧美国家的标准，汽车硫化物的排放对工农业生产及环境污染造成极大危害，燃油脱硫成为化学工业和环境保护的一个热点。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]。噻吩类硫化物难以氧化除去，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，因而噻吩类硫化物成为燃油脱硫的焦点 ^[7]。

本文研究了用过硫酸铵作为氧化剂对二苯丙噻吩模拟汽油的脱硫效果，讨论了反应时间、温度、酸度等因素对二苯丙噻吩的脱硫效果。

2 材料与方法

2.1 试剂

正辛烷，二苯并噻吩，用正辛烷配制的2.50mM二苯并噻吩模拟燃油，37% HCl，10%过硫酸铵溶液，磷钨酸，无水乙醇。所用试剂均为分析纯。

2.2 仪器

抽水泵,恒温水槽,温度计,磁力搅拌器,10ml试管, 双层水浴反应釜,石英比色皿,10ul微量进样器,吸管,1750岛津紫外可见吸收分光光度计。

2.3 实验方法以及测定

在双层水浴反应釜中依此加入预先设定好的一定量的HCl溶液、微量磷钨酸催化剂、二苯并噻吩溶液模拟燃油、无水乙醇，以及磁力搅拌子，用橡胶管连接双层水浴反应釜和水泵接头，提前将恒温水槽温度调到一定温度，开启磁力搅拌器并加热计时。

待反应时间结束后，反应釜中溶液静置，沉淀至上部澄清透明。用微量进样器抽取10.00ul样品注入石英比色皿，用吸管准确移取3.00ml无水乙醇至石英比色皿，混合均匀，用擦镜纸小心擦拭比色皿表面，放置紫外可见吸收分光光度器中检测，记录数值。然后取2.50mM 10.00ul二苯丙噻吩与3.00ml无水乙醇于比色皿中，混匀，置于紫外可见吸收分光光度计于234.0nm测定吸光度。计算脱硫百分比(S%)。

3 结果与讨论

3.1 二苯丙噻吩吸收曲线

取2.50mM 10.00ul二苯丙噻吩与3.00ml无水乙醇于比色皿中，以无水乙醇为参比溶液，置于紫外可见吸收分光光度计测定吸光曲线，见图1，其在234.0nm处有一最大吸收波长，故选234.0nm为分析波长。

图1 二苯并噻吩的吸收曲线

3.2 不同温度对脱硫效果影响

用3.00ml 10%过硫酸铵溶液、0.20ml无水乙醇、10.0mg 催化剂、3.00ml的6.00 mol/L HCl溶液、3.00ml二苯并噻吩溶液，分别在25.0℃、35.0℃、55.0℃下分别反应2.00 h。在25.0℃、35.0℃、55.0℃下的脱硫百分比为91.6%、93.0%、94.4%。 实验表明，在35℃下二苯并噻吩的脱硫效果具有较小的脱硫效果及较小的能耗。

表1 温度对脱硫效果的影响

10%过硫酸（ml）	无水乙（ml）	催化剂（mg）	6.00M HCl（ml）	T(℃)	Oil(ml)	t(h)	S%
3.00	0.20	10.0	3.00	25.0	3.00	1.00	91.6
3.00	0.20	10.0	3.00	35.0	3.00	1.00	93.0
3.00	0.20	10.0	3.00	55.0	3.00	2.00	94.4

3.3 不同反应时间对脱硫效果影响

用3.00ml 10%过硫酸铵溶液、0.20ml无水乙醇、10.0mg 催化剂、3.00ml的6.00mol/LHCl溶液、3.00ml二苯并噻吩溶液,分别在35℃下分别反应0.50、1.00、2.00h,得出脱硫百分比分别为71.8%、93.1%、94.0%，反应时间在2.0 h脱硫效果最好，脱硫效果随反应时间的增长而增加。

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