双氧水-盐酸-磷钨酸对二苯并噻吩的氧化脱硫

论文总字数：6482字

摘 要

：本文以二苯并噻吩正辛烷作为模拟燃油，在盐酸介质中以双氧水作氧化剂，研究了磷钨酸钠对二苯并噻吩的脱硫效果，研究了反应时间、催化剂用量、反应温度酸度、氧化剂用量、乙醇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，H₂O₂-HCl-磷钨酸钠对二苯并噻吩氧化脱硫效率接近56%。

关键词：氧化脱硫，二苯并噻吩，双氧水，磷钨酸钠

Abstract: The desulfurization effect of heavy acid on dibenzothiphene in hydrochloric acid solution was studied by hydrogen peroxide using the mixture of dibenzothiphene and octane as simulation fuel in this paper. Meanwhile, 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 with H₂O₂-HCl- heavy acid reaches nearly 56%.

Keywords: Oxidation desulfurization, dibenzothiphene，Hydrogen peroxide，Heavy acid

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 二苯并噻吩吸收曲线 4

3.2 不同反应时间对脱硫效果影响 4

3.3 不同温度对脱硫效果影响 5

3.4 H₂0₂用量对脱硫效果影响 5

3.5 HCl浓度对脱硫效果影响 6

3.6 磷钨酸钠用量对脱硫效果影响 6

3.7乙醇用量对脱硫效果影响 7

结 论 9

参考文献 10

致 谢 11

1 前言

汽油中所含硫化物燃烧生成SO_X是汽车尾气中的主要污染物之一,低硫燃料可以降低汽车尾气中的SO_X含量，降低硫化物对大气的排放量，减少对环境的污染。选择性吸附脱硫^[1-2]、萃取脱硫^[3]、生物氧化^[4]、加氢脱硫^[5]及氧化脱硫^[6-7]已有报道, 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。常见的氧化脱硫技术多采用间歇式反应器，以双氧水水溶液作氧化剂，以有机酸、杂多酸^[8]或分子筛作催化剂，将燃油中硫化物氧化为分子极性较强的有机砜，从非极性燃油中分离^[9]，利用双氧水氧化体系是比较常用并且脱硫效果较好的方法之一。

本文研究了在双氧水体系中，以二苯并噻吩模拟含硫汽油，以磷钨酸钠作为催化剂，分别控制时间、温度、酸度几个变量研究二苯并噻吩的脱硫效果。

2 材料与方法

2.1 试剂

正辛烷，乙醇，二苯并噻吩，用正辛烷配制的2.50mM二苯并噻吩模拟燃油，6mol/mL HCl，30%双氧水，磷钨酸钠，蒸馏水。所用试剂均为分析纯。

2.2 仪器

空气泵、水浴锅、温度计、磁力搅拌器、磁石、试管、带水浴功能的烧瓶、石英比色皿、微量进样器、吸量管、1750岛津紫外可见吸收分光光度计。

2.3 实验方法以及测定

在烧瓶中依此加入预先设定好的一定量的HCl溶液、磷钨酸钠、乙醇、二苯并噻吩模拟燃油、H₂O₂以及磁力搅拌子，用铁架台固定，并置于磁力搅拌器上，将空气泵置于水浴锅中，并用橡皮管连接带水浴功能的烧瓶，以保证其温度的恒定。开启磁力搅拌器并加热计时。

待反应时间结束后，将烧瓶内的溶液倒至试管中，置于试管架上静置。待其完全沉淀至上部澄清透明。用微量进样器取10.00ul样品注入石英比色皿，用吸量管准确移取3.00ml无水乙醇至石英比色皿，混合均匀，用擦镜纸小心擦拭干净比色皿表面，放置紫外可见吸收分光光度器中检测，记录吸光度。然后取2.50mM 10.00ul二苯并噻吩与3.00ml无水乙醇于比色皿中，置于紫外可见吸收分光光度计于234.0nm测定吸光度。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%)。

3 结果与讨论

3.1 二苯并噻吩吸收曲线

取2.50mM 10.00ul二苯并噻吩与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 不同反应时间对脱硫效果影响

用3.00ml 30%H₂O₂溶液、10.0mg 磷钨酸钠、6.00M的HCl溶液、3.00ml二苯并噻吩溶液、0.20ml乙醇、,分别在50.0℃下分别反应0.50、1.00、1.50、2.00、2.50、3.00 h,得出脱硫百分比分别为23.39%、30.72%、42.73%、46.14%、47.18%、55.11%，反应时间在3小时时脱硫效果最好，脱硫效果随反应时间的增长而增加。

表1反应时间对脱硫效果的影响

30%H2O2（ml）	磷钨酸钠（mg）	3ml HCl(M)	T(℃)	t(h)	Oil(ml)	乙醇（ml）	S%
3.00	10.0	6.00	50.0	0.50	3.00	0.20	23.4
3.00	10.0	6.00	50.0	1.00	3.00	0.20	30.7
3.00	10.0	6.00	50.0	1.50	3.00	0.20	42.8
3.00	10.0	6.00	50.0	2.00	3.00	0.20	46.1
3.00	10.0	6.00	50.0	2.50	3.00	0.20	47.2
3.00	10.0	6.00	50.0	3.00	3.00	0.20	55.1

3.3 不同温度对脱硫效果影响

用3.00ml 30%H₂O₂溶液、10.0mg 磷钨酸钠、6.00M的HCl溶液、3.00ml二苯并噻吩溶液、0.20ml乙醇，分别在30.0℃、40.0℃、50.0℃下分别反应3.00h。在30.0℃、40.0℃、50.0℃下的脱硫百分比为17.8%、29.6%、56.7%。 实验表明，在50.0℃下二苯并噻吩的脱硫效果最好，脱硫效果随反应温度升高越来越好。

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