CN103143322A - 一种改性活性炭基汽油脱硫吸附剂的制备方法 - Google Patents

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张志刚
李文秀
张振科
范俊刚
张华�
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Abstract

一种改性活性炭基汽油脱硫吸附剂的制备方法，涉及一种汽油深度脱硫吸附剂的制备方法，所述吸附剂为负载Fe离子的活性炭吸附剂，包括以下制备过程：吸附剂载体颗粒的原料清洗预处理；使预处理后的载体颗粒干燥，使载体颗粒与硝酸溶液混合回流并电磁搅拌；氧化后的载体颗粒洗涤；载体颗粒干燥；干燥后的颗粒焙烧改性；载体颗粒与可溶性铁盐溶液进行浸渍；浸渍后的载体颗粒干燥；干燥后的颗粒焙烧活化。制备过程简便易行、再生容易，吸附剂的使用寿命较长，该吸附剂对汽油中噻吩及其衍生物有较高的吸附容量和吸附选择性，吸附过程在常温常压条件下进行，操作费用低，且吸附过程无任何污染物产生，有良好的经济实用性，符合环保要求。

Description

一种改性活性炭基汽油脱硫吸附剂的制备方法
技术领域
本发明为一种汽油深度脱硫吸附剂的制备方法，具体地说，是一种改性活性炭基汽油脱硫吸附剂的制备方法。
背景技术
汽油的超深度脱硫已成为世界范围内亟待解决的一项重要问题。汽油中的硫燃烧生成硫氧化物(SOx)是大气中主要的污染物之一，其排放到空气中会形成酸雨，破坏生态环境。另外，硫的氧化物还会腐蚀损坏发动机部件，使机动车尾气处理催化剂中毒，降低其催化活性，增加颗粒污染物的排放，加重城市环境的污染。因此，限制硫含量是车用汽车标准中的一项重要指标，也是评价汽油清洁度的关键因素。
吸附脱硫技术具有实施容易、汽油的硫含量可降至很低、辛烷值损失小、产品收率高、不消耗氢气、吸附剂可循环再生等优点，尤其适用于脱除汽油中的噻吩类硫化物，是目前生产超低硫汽油的先进技术。吸附脱硫的研究重点在于吸附剂材料的选择与制备。开发具有高选择性和高硫容量的脱硫吸附剂是吸附脱硫技术能否大规模推广应用的关键因素。适合作为吸附剂载体的材料种类很多，例如分子筛、活性氧化铝、活性炭等，它们都具有较强的吸附能力。因此，根据吸附质性质和吸附机理来选择载体和改性制备方法尤为重要。活性炭是一种非极性吸附剂，具有良好的吸附性能和稳定的化学性质。它具有比表面积大、微孔发达、稳定性好等优点，被广泛应用于气体的干燥与净化，天然气脱硫，水净化以及作为催化剂载体等。通过对活性炭表面进行适当改性，引入过渡金属离子，制备了载金属的活性炭吸附剂，该吸附剂对噻吩类硫化物有较好的吸附能力。
发明内容
本发明的目的是提供一种改性活性炭基汽油脱硫吸附剂的制备方法，该方法使用活性炭作为吸附剂载体，通过对活性炭进行氧化改性、焙烧改性和负载金属改性，制备了选择性脱硫吸附剂，用于选择性吸附脱除汽油中的噻吩类硫化物。
本发明通过下述方案实现：
一种改性活性炭基汽油脱硫吸附剂的制备方法，所述吸附剂为负载Fe离子的活性炭吸附剂，包括以下制备过程：
(a) 吸附剂载体颗粒的原料清洗预处理；
(b) 使步骤(a)的预处理后的载体颗粒干燥；
(c) 使步骤(b)的载体颗粒与硝酸溶液混合回流并电磁搅拌；
(d) 使步骤(c)的氧化后的载体颗粒洗涤；
(e) 使步骤(d)的载体颗粒干燥；
(f) 使步骤(e)的干燥后的颗粒焙烧改性；
(g) 使步骤(f)的载体颗粒与可溶性铁盐溶液进行浸渍；
(h) 使步骤(g)的浸渍后的载体颗粒干燥；
(i) 使步骤(h)的干燥后的颗粒焙烧活化。
所述的一种改性活性炭基汽油脱硫吸附剂的制备方法，其步骤(a)中的载体颗粒为活性炭；所述原料先用蒸馏水清洗，接着用0.1 mol/L氢氧化钠进行清洗，然后水洗，接着用0.1 mol/L的硝酸清洗后，再用蒸馏水洗至中性。
所述的一种改性活性炭基汽油脱硫吸附剂的制备方法，其步骤(b)的干燥温度为100-120℃，干燥时间为12h；步骤(c)的硝酸溶液质量分数为68%。
所述的一种改性活性炭基汽油脱硫吸附剂的制备方法，其步骤(d)的洗涤条件为蒸馏水洗涤直至洗出液为中性；步骤(e)的干燥温度为100-120℃，干燥时间为24h。
所述的一种改性活性炭基汽油脱硫吸附剂的制备方法，其步骤(f)的焙烧温度为500℃，焙烧时间为4h；步骤(g)的铁盐溶液为硝酸铁溶液，浓度为0.2mol/L。
所述的一种改性活性炭基汽油脱硫吸附剂的制备方法，其步骤(g)的浸渍时间为24h；步骤(h)的干燥温度为100-120℃，干燥时间为24h。
所述的一种改性活性炭基汽油脱硫吸附剂的制备方法，其步骤(i)的焙烧温度为500℃，焙烧时间为4h；步骤(f)和(i)的焙烧是在氮气保护下进行。
本发明的优点是吸附剂载体易得且价格低廉，制备方法简便易行，吸附剂的使用寿命较长，可以循环再生，再生后的吸附剂仍具有较好的脱硫性能。经吸附实验检测对汽油中的噻吩类硫化物具有较高的吸附脱除能力，成本较低，吸附过程无污染物产生，有良好的经济实用性，符合环保要求。
具体实施方式
结合本发明内容对实施方式进行详细阐述。
活性炭在使用前先用蒸馏水清洗，然后用0.1 mol/L氢氧化钠进行清洗，然后水洗，接着用0.1 mol/L的硝酸清洗后，再用蒸馏水洗到中性，最后在100℃下干燥12h。将清洗过的活性炭与质量分数为68%的硝酸溶液混合，80℃下冷凝回流处理3h，回流产物用蒸馏水洗至中性，在温度为100℃下干燥24h。将干燥后的活性炭放置于真空管式炉中，在N2氛围下以3℃/min的升温速率升至500℃，在该温度下保持4h，待焙烧结束后以相同的速率降至室温。将焙烧过的活性炭与浓度为0.2mol/L的硝酸铁溶液混合浸渍24h后，在N2气氛下焙烧4h制得负载金属的改性活性炭脱硫吸附剂。
实施例：
制备负载铁离子的活性炭吸附剂，并对环己烷溶液中的噻吩进行吸附。首先将活性炭在使用前先用蒸馏水清洗，再用0.1 mol/L氢氧化钠进行清洗，然后再用水洗，接着用0.1 mol/L的硝酸清洗，最后用蒸馏水洗到中性，在100℃下干燥12h。将干燥好的活性炭与质量分数为68%的硝酸溶液混合，80℃下冷凝回流处理3h，回流产物用蒸馏水洗至中性，在温度为100℃下干燥24h。干燥完成后，将干燥后的活性炭放置于真空管式炉中，在N2氛围下以3℃/min的升温速率升至500℃，在该温度下保持4h，待焙烧结束后以相同的速率降至室温。取出焙烧过的活性炭，将其与浓度为0.2mol/L的硝酸铁溶液混合浸渍24h后，在N2氛围下以3℃/min的升温速率升至500℃，在该温度下保持4h，待焙烧结束后以相同的速率降至室温，制得负载金属的改性活性炭脱硫吸附剂。配制含硫量为138.2mg/L的噻吩、环己烷混合溶液作为模拟汽油，按一定油剂比将吸附剂放入模拟汽油中，在密闭容器中吸附，待达到平衡后过滤得到吸附后的汽油样品。用配备FPD检测器的气相色谱分析检测样品中的硫含量。

Claims (7)

1.一种改性活性炭基汽油脱硫吸附剂的制备方法，其特征在于，所述吸附剂为负载Fe离子的活性炭吸附剂，包括以下制备过程：
(a) 吸附剂载体颗粒的原料清洗预处理；
(b) 使步骤(a)的预处理后的载体颗粒干燥；
(c) 使步骤(b)的载体颗粒与硝酸溶液混合回流并电磁搅拌；
(d) 使步骤(c)的氧化后的载体颗粒洗涤；
(e) 使步骤(d)的载体颗粒干燥；
(f) 使步骤(e)的干燥后的颗粒焙烧改性；
(g) 使步骤(f)的载体颗粒与可溶性铁盐溶液进行浸渍；
(h) 使步骤(g)的浸渍后的载体颗粒干燥；
(i) 使步骤(h)的干燥后的颗粒焙烧活化。
2.根据权利要求1所述的一种改性活性炭基汽油脱硫吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤(a)中的载体颗粒为活性炭；所述原料先用蒸馏水清洗，接着用0.1 mol/L氢氧化钠进行清洗，然后水洗，接着用0.1 mol/L的硝酸清洗后，再用蒸馏水洗至中性。
3.根据权利要求1所述的一种改性活性炭基汽油脱硫吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤(b)的干燥温度为100-120℃，干燥时间为12h；步骤(c)的硝酸溶液质量分数为68%。
4.根据权利要求1所述的一种改性活性炭基汽油脱硫吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤(d)的洗涤条件为蒸馏水洗涤直至洗出液为中性；步骤(e)的干燥温度为100-120℃，干燥时间为24h。
5.根据权利要求1所述的一种改性活性炭基汽油脱硫吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤(f)的焙烧温度为500℃，焙烧时间为4h；步骤(g)的铁盐溶液为硝酸铁溶液，浓度为0.2mol/L。
6.根据权利要求1所述的一种改性活性炭基汽油脱硫吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤(g)的浸渍时间为24h；步骤(h)的干燥温度为100-120℃，干燥时间为24h。
7.根据权利要求1所述的一种改性活性炭基汽油脱硫吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤(i)的焙烧温度为500℃，焙烧时间为4h；步骤(f)和(i)的焙烧是在氮气保护下进行。
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