超聲波作用下高硫柴油深度脫硫研究.pdf

1、將超聲波引入苯并噻吩類化合物的氧化反應(yīng)之中，使超聲波強(qiáng)化作用的物理過程與苯并噻吩類化合物氧化反應(yīng)的化學(xué)過程相結(jié)合，大幅度提高了氧化反應(yīng)的反應(yīng)速率。研究表明，在相同反應(yīng)條件下，苯并噻吩類化合物超聲波作用下氧化轉(zhuǎn)化率明顯高于常規(guī)氧化反應(yīng)，大約高出3～4倍；三種苯并噻吩類化合物超聲波作用下氧化反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率順序?yàn)椋?-甲基二苯并噻吩＞二苯并噻吩＞苯并噻吩。系統(tǒng)考察了各種參數(shù)對(duì)苯并噻吩類化合物超聲波作用下氧化反應(yīng)的影響，獲得了最佳反應(yīng)條件。在最佳

2、反應(yīng)條件下，二苯并噻吩轉(zhuǎn)化為砜的轉(zhuǎn)化率高達(dá)90％以上。
　　在系統(tǒng)研究苯并噻吩類化合物超聲波作用下氧化反應(yīng)的基礎(chǔ)上，將超聲波作用應(yīng)用于高硫柴油脫硫反應(yīng)之中，開發(fā)出高硫柴油超聲波作用下氧化深度脫硫技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了由高硫柴油生產(chǎn)低硫柴油的目的。研究表明，與柴油常規(guī)氧化脫硫反應(yīng)相比，超聲波作用下柴油氧化脫硫率顯著提高，大約是常規(guī)氧化脫硫反應(yīng)的3倍，脫硫效果明顯好于常規(guī)氧化。系統(tǒng)考察了各個(gè)反應(yīng)參數(shù)對(duì)超聲波作用下柴油氧化脫硫反應(yīng)的影響，找到了最

3、佳反應(yīng)條件。在最佳反應(yīng)條件下，可將高硫柴油中的硫含量降低至50μg/g水平，達(dá)到低硫柴油的指標(biāo)要求。
　　將金屬離子（Fe2+和Cu2+）的協(xié)同增強(qiáng)作用引入超聲波作用下柴油氧化脫硫反應(yīng)之中，顯著提高了柴油的脫硫率。研究表明，在相同反應(yīng)條件下，與超聲波作用下氧化脫硫反應(yīng)相比，柴油超聲波—Fe2+氧化脫硫反應(yīng)和柴油超聲波—Cu2+氧化脫硫反應(yīng)的脫硫率分別提高了39.1個(gè)百分點(diǎn)和30.7個(gè)百分點(diǎn)，F(xiàn)e2+的協(xié)同增強(qiáng)效果明顯大于Cu2+。

4、系統(tǒng)考察了各個(gè)反應(yīng)參數(shù)的影響，得到柴油超聲波—Fe2+氧化脫硫反應(yīng)的最佳反應(yīng)條件。在最佳反應(yīng)條件下，可將高硫柴油中硫含量降低至30μg/g水平。
　　研究了苯并噻吩類化合物超聲波作用下氧化反應(yīng)和超聲波作用下柴油氧化脫硫反應(yīng)以及柴油超聲波—金屬離子氧化脫硫反應(yīng)的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。研究結(jié)果表明，這三類反應(yīng)均符合表觀一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)規(guī)律，表觀反應(yīng)速率常數(shù)遠(yuǎn)大于常規(guī)氧化的反應(yīng)速率常數(shù)，苯并噻吩超聲波作用下氧化反應(yīng)的表觀反應(yīng)速率常數(shù)大約是常規(guī)氧化反

5、應(yīng)的5倍，超聲波作用下柴油氧化脫硫反應(yīng)的表觀速率常數(shù)明顯大于柴油常規(guī)氧化脫硫反應(yīng)的表觀速率常數(shù)，F(xiàn)e2+的協(xié)同增強(qiáng)系數(shù)為2.45，Cu2+為1.06。二苯并噻吩超聲波作用下氧化反應(yīng)的表觀活化能為64.79kJ/mol；三種苯并噻吩類化合物超聲波作用下氧化反應(yīng)的表觀反應(yīng)速率常數(shù)順序?yàn)椋築T＜DBT＜4-MDBT。
　　超聲波和金屬離子的引入，顯著提高了柴油氧化脫硫反應(yīng)的表觀反應(yīng)速率常數(shù)，各個(gè)反應(yīng)的表觀速率常數(shù)的大小順序?yàn)椋撼暡ā狥

6、e2+氧化脫硫＞超聲波—Cu2+氧化脫硫＞超聲波作用下氧化脫硫＞常規(guī)氧化脫硫反應(yīng)；顯著降低了柴油氧化脫硫反應(yīng)的表觀活化能，各種反應(yīng)的表觀反應(yīng)活化能大小順序?yàn)椋撼暡ā狥e2+氧化脫硫＜超聲波—Cu2+氧化脫硫＜超聲波作用下氧化脫硫＜常規(guī)氧化脫硫反應(yīng)。還探討了超聲波作用下柴油氧化脫硫反應(yīng)機(jī)理和柴油超聲波—金屬離子氧化脫硫反應(yīng)機(jī)理，表明這兩類脫硫反應(yīng)均屬于自由基反應(yīng)機(jī)理。
　　分析了加氫脫硫反應(yīng)和超聲波作用下氧化脫硫反應(yīng)的優(yōu)劣勢(shì)以及投