一種改性活性炭基汽油脫硫吸附劑的製備方法
2023-05-04 04:40:01 1
專利名稱：一種改性活性炭基汽油脫硫吸附劑的製備方法
技術領域：
本發明為一種汽油深度脫硫吸附劑的製備方法，具體地說，是一種改性活性炭基汽油脫硫吸附劑的製備方法。
背景技術：
汽油的超深度脫硫已成為世界範圍內亟待解決的一項重要問題。汽油中的硫燃燒生成硫氧化物(SOx)是大氣中主要的汙染物之一，其排放到空氣中會形成酸雨，破壞生態環境。另外，硫的氧化物還會腐蝕損壞發動機部件，使機動車尾氣處理催化劑中毒，降低其催化活性，增加顆粒汙染物的排放，加重城市環境的汙染。因此，限制硫含量是車用汽車標準中的一項重要指標，也是評價汽油清潔度的關鍵因素。吸附脫硫技術具有實施容易、汽油的硫含量可降至很低、辛烷值損失小、產品收率高、不消耗氫氣、吸附劑可循環再生等優點，尤其適用於脫除汽油中的噻吩類硫化物，是目前生產超低硫汽油的先進技術。吸附脫硫的研究重點在於吸附劑材料的選擇與製備。開發具有高選擇性和高硫容量的脫硫吸附劑是吸附脫硫技術能否大規模推廣應用的關鍵因素。適合作為吸附劑載體的材料種類很多，例如分子篩、活性氧化鋁、活性炭等，它們都具有較強的吸附能力。因此，根據吸附質性質和吸附機理來選擇載體和改性製備方法尤為重要。活性炭是一種非極性吸附劑，具有良好的吸附性能和穩定的化學性質。它具有比表面積大、微孔發達、穩定性好等優點，被廣泛應用於氣體的乾燥與淨化，天然氣脫硫，水淨化以及作為催化劑載體等。通過對活性炭表面進行適當改性，引入過渡金屬離子，製備了載金屬的活性炭吸附劑，該吸附劑對噻吩類硫化物有較好的吸附能力。
發明內容
本發明的目的是提供一種改性活性炭基汽油脫硫吸附劑的製備方法，該方法使用活性炭作為吸附劑載體，通過對活性炭進行氧化改性、焙燒改性和負載金屬改性，製備了選擇性脫硫吸附劑，用於選擇性吸附脫除汽油中的噻吩類硫化物。本發明通過下述方案實現:
一種改性活性炭基汽油脫硫吸附劑的製備方法，所述吸附劑為負載Fe離子的活性炭吸附劑，包括以下製備過程:
(a)吸附劑載體顆粒的原料清洗預處理；
(b)使步驟(a)的預處理後的載體顆粒乾燥；
(C)使步驟(b)的載體顆粒與硝酸溶液混合回流並電磁攪拌；
(d)使步驟(C)的氧化後的載體顆粒洗滌；
(e)使步驟(d)的載體顆粒乾燥；
(f)使步驟(e)的乾燥後的顆粒焙燒改性；
(g)使步驟(f)的載體顆粒與可溶性鐵鹽溶液進行浸潰；
(h)使步驟(g)的浸潰後的載體顆粒乾燥； (i)使步驟(h)的乾燥後的顆粒焙燒活化。所述的一種改性活性炭基汽油脫硫吸附劑的製備方法，其步驟(a)中的載體顆粒為活性炭；所述原料先用蒸餾水清洗，接著用0.1 mol/L氫氧化鈉進行清洗，然後水洗，接著用0.1 mol/L的硝酸清洗後，再用蒸餾水洗至中性。所述的一種改性活性炭基汽油脫硫吸附劑的製備方法，其步驟(b)的乾燥溫度為100-120°C，乾燥時間為12h ;步驟(c)的硝酸溶液質量分數為68%。所述的一種改性活性炭基汽油脫硫吸附劑的製備方法，其步驟(d)的洗滌條件為蒸餾水洗滌直至洗出液為中性；步驟(e)的乾燥溫度為100-120°C，乾燥時間為24h。所述的一種改性活性炭基汽油脫硫吸附劑的製備方法，其步驟(f)的焙燒溫度為500°C，焙燒時間為4h ;步驟(g)的鐵鹽溶液為硝酸鐵溶液，濃度為0.2mol/L。所述的一種改性活性炭基汽油脫硫吸附劑的製備方法，其步驟(g)的浸潰時間為24h ;步驟(h)的乾燥溫度為100-120°C，乾燥時間為24h。所述的一種改性活性炭基汽油脫硫吸附劑的製備方法，其步驟(i)的焙燒溫度為500°C，焙燒時間為4h ;步驟(f)和⑴的焙燒是在氮氣保護下進行。本發明的優點是吸附劑載體易得且價格低廉，製備方法簡便易行，吸附劑的使用壽命較長，可以循環再生，再生後的吸附劑仍具有較好的脫硫性能。經吸附實驗檢測對汽油中的噻吩類硫化物具有較高的吸附脫除能力，成本較低，吸附過程無汙染物產生，有良好的經濟實用性，符合環保要求。
具體實施例方式結合本發明內容對實施方式進行詳細闡述。活性炭在使用前先用蒸餾水清洗，然後用0.1 mol/L氫氧化鈉進行清洗，然後水洗，接著用0.1 mol/L的硝酸清洗後，再用蒸餾水洗到中性，最後在100°C下乾燥12h。將清洗過的活性炭與質量分數為68%的硝酸溶液混合，80°C下冷凝回流處理3h，回流產物用蒸餾水洗至中性，在溫度為100°C下乾燥24h。將乾燥後的活性炭放置於真空管式爐中，在N2氛圍下以3°C/min的升溫速率升至500°C，在該溫度下保持4h，待焙燒結束後以相同的速率降至室溫。將焙燒過的活性炭與濃度為0.2mol/L的硝酸鐵溶液混合浸潰24h後，在N2氣氛下焙燒4h製得負載金屬的改性活性炭脫硫吸附劑。實施例:
製備負載鐵離子的活性炭吸附劑，並對環己烷溶液中的噻吩進行吸附。首先將活性炭在使用前先用蒸餾水清洗，再用0.1 mol/L氫氧化鈉進行清洗，然後再用水洗，接著用0.1mol/L的硝酸清洗，最後用蒸餾水洗到中性，在100°C下乾燥12h。將乾燥好的活性炭與質量分數為68%的硝酸溶液混合，80°C下冷凝回流處理3h，回流產物用蒸餾水洗至中性，在溫度為100°C下乾燥24h。乾燥完成後，將乾燥後的活性炭放置於真空管式爐中，在N2氛圍下以3°C/min的升溫速率升至500°C，在該溫度下保持4h，待焙燒結束後以相同的速率降至室溫。取出焙燒過的活性炭，將其與濃度為0.2mol/L的硝酸鐵溶液混合浸潰24h後，在N2氛圍下以3°C/min的升溫速率升至500°C，在該溫度下保持4h，待焙燒結束後以相同的速率降至室溫，製得負載金屬的改性活性炭脫硫吸附劑。配製含硫量為138.2mg/L的噻吩、環己烷混合溶液作為模擬汽油，按一定油劑比將吸附劑放入模擬汽油中，在密閉容器中吸附，待達到平衡後過濾得到吸附後的汽油樣品。用配備Fro檢測器的氣相色譜分析檢測樣品中的硫含量。
權利要求
1.一種改性活性炭基汽油脫硫吸附劑的製備方法，其特徵在於，所述吸附劑為負載Fe離子的活性炭吸附劑，包括以下製備過程: (a)吸附劑載體顆粒的原料清洗預處理； (b)使步驟(a)的預處理後的載體顆粒乾燥； (C)使步驟(b)的載體顆粒與硝酸溶液混合回流並電磁攪拌； (d)使步驟(C)的氧化後的載體顆粒洗滌； (e)使步驟(d)的載體顆粒乾燥； (f)使步驟(e)的乾燥後的顆粒焙燒改性； (g)使步驟(f)的載體顆粒與可溶性鐵鹽溶液進行浸潰； (h)使步驟(g)的浸潰後的載體顆粒乾燥； (i)使步驟(h)的乾燥後的顆粒焙燒活化。
2.根據權利要求1所述的一種改性活性炭基汽油脫硫吸附劑的製備方法，其特徵在於，步驟(a)中的載體顆粒為活性炭；所述原料先用蒸餾水清洗，接著用0.1 mol/L氫氧化鈉進行清洗，然後水洗，接著用0.1 mol/L的硝酸清洗後，再用蒸餾水洗至中性。
3.根據權利要求1所述的一種改性活性炭基汽油脫硫吸附劑的製備方法，其特徵在於，步驟(b)的乾燥溫度為100-120°C，乾燥時間為12h;步驟(c)的硝酸溶液質量分數為68%。
4.根據權利要求1所述的一種改性活性炭基汽油脫硫吸附劑的製備方法，其特徵在於，步驟⑷的洗滌條件為蒸餾水洗滌直至洗出液為中性；步驟(e)的乾燥溫度為100-120°C，乾燥時間為24h。
5.根據權利要求1所述的一種改性活性炭基汽油脫硫吸附劑的製備方法，其特徵在於，步驟(f)的焙燒溫度為500°C，焙燒時間為4h ;步驟(g)的鐵鹽溶液為硝酸鐵溶液，濃度為 0.2mol/L。
6.根據權利要求1所述的一種改性活性炭基汽油脫硫吸附劑的製備方法，其特徵在於，步驟(g)的浸潰時間為24h ;步驟(h)的乾燥溫度為100-120°C，乾燥時間為24h。
7.根據權利要求1所述的一種改性活性炭基汽油脫硫吸附劑的製備方法，其特徵在於，步驟⑴的焙燒溫度為500°C，焙燒時間為4h ;步驟(f)和⑴的焙燒是在氮氣保護下進行。
全文摘要
一種改性活性炭基汽油脫硫吸附劑的製備方法，涉及一種汽油深度脫硫吸附劑的製備方法，所述吸附劑為負載Fe離子的活性炭吸附劑，包括以下製備過程吸附劑載體顆粒的原料清洗預處理；使預處理後的載體顆粒乾燥，使載體顆粒與硝酸溶液混合回流並電磁攪拌；氧化後的載體顆粒洗滌；載體顆粒乾燥；乾燥後的顆粒焙燒改性；載體顆粒與可溶性鐵鹽溶液進行浸漬；浸漬後的載體顆粒乾燥；乾燥後的顆粒焙燒活化。製備過程簡便易行、再生容易，吸附劑的使用壽命較長，該吸附劑對汽油中噻吩及其衍生物有較高的吸附容量和吸附選擇性，吸附過程在常溫常壓條件下進行，操作費用低，且吸附過程無任何汙染物產生，有良好的經濟實用性，符合環保要求。
文檔編號C10G25/00GK103143322SQ201310098050
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月26日 優先權日2013年3月26日
發明者張志剛, 李文秀, 張振科, 範俊剛, 張華 , 馬研研 申請人:瀋陽化工大學