过硫酸铵-盐酸-磷钨酸对2-丙硫醇的氧化脱硫的研究

 2023-05-23 10:05

论文总字数:6298字

摘 要

本文以2-丙硫醇为模拟燃油,在盐酸介质中以过硫酸盐为氧化剂,研究了氧化剂用量、反应时间、反应温度及酸度对2-丙硫醇的脱硫效率的影响。实验结果表明在优化的条件下过硫酸盐-盐酸体系对2-丙硫醇的氧化脱硫率接近50%。

关 键 词: 氧化脱硫,过硫酸盐,2-丙硫醇

Abstract:2-Propanethiol was selected to represent the organosulfur compounds in diesel fuel, The effect of oxidation desulfurization for 2-Propanethiol was studied in the present of hydrochloric acid. The effects of dosage of oxidizer, concentration of S2O82-, reaction time, reaction temperature and the concentration of hydrochloric acid on the oxidation desulfurization were investigated. The experimental results show that under the optimized condition the S2O82--HCl can oxidize 2-Propanethiol with a conversion of about 50%.

Keywords:Oxidation desulfurization,S2O82-,2-Propanethiol

目 录

1 前言 3

2 实验部分 3

2.1仪器与试剂 3

2.2 实验方法 3

2.3 色谱工作参数 3

3结果与讨论 3

3.1 2-丙硫醇的色谱图 4

3.2反应时间对脱硫效果影响 4

3.3温度对脱硫效果影响 5

3.4 HCl浓度对脱硫效果影响 5

3.5过硫酸盐溶液用量对脱硫效果影响 5

3.6 无水乙醇的用量对脱硫效果影响 6

3.7 磷钨酸钠的用量对脱硫的效果影响 6

结 论 8

参 考 文 献 9

致 谢 10

1 前言

21世纪以来,随着社会的进步,燃油的需求量也大大的增大,由此带来了许多问题,燃油中的硫化物高温条件下形成的氧化物,是形成颗粒污染、酸雨的主要原因。随着社会对环境问题的重视,燃油指标也越来越严格,这都加速这燃油脱硫技术的进步。近年来,选择性吸附脱硫[1]、萃取脱硫[2]、生物氧化[3]、加氢脱硫[4]及氧化脱硫[5-7]已有报道,加氢脱硫技术虽广泛采用,但反应条件苛刻,高温,高压,高活性催化剂,且需要加入昂贵的氢气,无法深度脱硫。而氧化脱硫技术成本低,反应条件温和,可获得深度脱硫,因而成为研究热点。

本文阐述了在盐酸体系中,利用2-丙硫醇模拟含硫汽油,经过硫酸盐作用下,分别从控制时间、温度、酸度几个变量探究2-丙硫醇的脱硫效果。

2 实验部分

2.1仪器与试剂

2-丙硫醇,6.0M HCl,磷钨酸钠钠,10.0%过硫酸铵,蒸馏水。所有试剂与化学药品均为分析纯。吸量管、温度计、试管、带水浴功能的双层水浴反应釜、试管、微量进样器、空气泵、水浴锅、磁力搅拌器、GC14B气相色谱仪(日本岛津)。

2.2 实验方法

在双层水浴反应釜依此加入预先设定好的一定量HCl溶液、磷钨酸钠、过硫酸盐溶液和2-丙硫醇模拟燃油,加入磁子,用铁架台固定并置于磁力搅拌器上。用橡皮管连接带水浴功能的双层水浴反应釜,一端连接置于水浴锅中的空气泵,借由空气泵将热水泵入带水浴功能的双层水浴反应釜中,以保持温度恒定,打开磁力搅拌器搅拌计。

待到达预定的反应时间后,将双层水浴反应釜内的溶液转移至试管中,置于试管架上静置。待溶液分层,上部呈澄清透明状后,取上清液3.00ml于试管中,取0.20ul注入气相色谱仪,硫化物大概在3.189分钟左右出峰,记录峰面积。出峰面积跟标准对比,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%)。

2.3 色谱工作参数

色谱条件:检测器:FID;检测器温度:150℃;进样口温度:150℃;拄温:100℃ ;色谱柱:AC5毛细管柱(兰州):内径:0.22mm:长度:30m;膜厚:0.25mm。

3结果与讨论

3.1 2-丙硫醇的色谱图

2-丙硫醇的色谱图见图1,2-丙硫醇的保留时间为3.189min,故选3.189min的色谱峰面积作定量分析。

图1 2-丙硫醇的色谱图

3.2反应时间对脱硫效果影响

用3.00ml 10.0%过硫酸铵 、0.20ml无水乙醇、10.0mg磷钨酸钠、6.0M的HCl溶液3.00ml、3.00ml 2-丙硫醇溶液,分别在30.0℃下分别反应0.5、1、1.5、2、2.5、3h,实验结果见表1,反应0.50、1.00、1.50、2.00、2.50、3.00h脱硫百分比分别为42.3%、41.5%、44.6%、43.2%、46.4%、50.5%。

表1 反应时间对脱硫效率的影响

磷钨酸钠(mg)

过硫酸铵(ml)

无水乙醇(ml)

6M HCl(ml)

T(℃)

t(h)

S%

10.0

3.00

0.20

3.00

30.0

0.50

42.3

10.0

3.00

0.20

3.00

30.0

1.00

41.5

10.0

3.00

0.20

3.00

30.0

1.50

44.6

10.0

3.00

0.20

3.00

30.0

2.00

43.2

10.0

3.00

0.20

3.00

30.0

2.50

46.4

10.0

3.00

0.20

3.00

30.0

3.00

50.5

3.3温度对脱硫效果影响

用3.00ml10.0% 过硫酸铵 、0.20ml无水乙醇、10.0mg磷钨酸钠、6.0M的HCl溶液3ml、3.00ml 2-丙硫醇溶液分别在25.0℃、30.0℃、40.0℃下反应3.00h,实验结果见表2,在25.0℃、30.0℃、40.0℃的脱硫百分比分别为46.3%、48.5%、46.6%。

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