活性炭负载过硫酸根和氧化锆催化剂的制备方法与流程

文档序号:11102951阅读:846来源:国知局

本发明属于催化剂的制备领域,具体涉及一种活性炭负载过硫酸根和氧化锆催化剂的制备方法。



背景技术:

柴油中的有机硫化物燃烧会生成SOx,对环境造成污染,危害人类健康。面对日趋严格的柴油硫含量标准及市场对低硫清洁柴油的巨大需求,生产超低硫油品已势在必行,研究开发环境友好的油品深度脱硫技术具有重要意义。

目前,柴油脱硫技术分为加氢脱硫和非加氢脱硫技术。加氢脱硫技术条件苛刻,设备投资大,对空间位阻大的噻吩类硫化物脱除困难,因此非加氢脱硫技术成为研究热点。非加氢脱硫技术主要包括生物脱硫、萃取脱硫、膜脱硫、吸附脱硫、氧化脱硫技术等。其中,氧化脱硫技术以其脱硫率高、反应条件温和、工艺流程简单等优点,并且可以深度脱除柴油中80%以上的噻吩类含硫化合物,成为非加氢脱硫技术中的研究热点。

氧化脱硫技术是在常温、常压和催化剂存在条件下,将有机硫化物转化为极性较强的物质,再通过萃取剂或吸附剂分离除去,从而达到深度脱硫的目的。柴油氧化脱硫技术中,催化剂的选择是影响脱硫效果的核心。考虑到清洁生产的要求,氧化脱硫技术采用H2O2作为氧化剂, 并以液体酸作为催化剂。H2O2/液体酸氧化脱硫技术虽然能达到较高脱硫率,但液体酸部分溶于油品中,影响了燃料油品质,而且液体酸容易腐蚀设备,难以连续生产,产物与催化剂难分离。



技术实现要素:

针对现有技术的缺陷,本发明提供一种活性炭负载过硫酸根和氧化锆催化剂的制备方法,制备的催化剂催化效率高,用于脱硫反应中,易于产物分离,可以重复利用。

本发明是通过以下技术方案实现的。

活性炭负载过硫酸根和氧化锆催化剂的制备方法,包含以下步骤:

(1)模型油的配制:正十二烷和二苯并噻吩按质量比430:1混合制备得到模拟油;

(2)将活性炭研磨,筛分过20-40目,备用;取ZrOCl2·8H2O溶入超纯水中,超声波处理30min,得到ZrOCl2·8H2O的水溶液,其中,ZrOCl2·8H2O和超纯水的质量比为1:5;

(3)按质量比为1:2将步骤(2)所得的活性炭加入ZrOCl2·8H2O的水溶液中,常温浸渍10h;在磁力搅拌下加入氨水,调节溶液pH 值为9-10, 25℃反应12h;抽滤,用超纯水洗涤5次后,110℃干燥12h,得到无定型Zr(OH)4,按质量比1:15将Zr(OH)4加入过硫酸铵溶液中,浸渍6h;过滤,于110℃干燥12h,在80℃下于管式加热炉通N2焙烧3h,冷却后,按照质量比1:10加入到步骤(1)得到的模拟油中,在25℃下浸渍12h,过滤,真空干燥,即得到活性炭负载过硫酸根和氧化锆催化剂。

优选地,上述步骤(2)中,超声波的功率为200W。

优选地,上述步骤(3)中,过硫酸铵溶液的浓度为0.5mol/L。

优选地,上述步骤(3)中,真空干燥的条件为110℃干燥1h。

本发明的优点:

本发明提供的活性炭负载过硫酸根和氧化锆催化剂,制备的催化剂催化效率高,用于脱硫反应中,易于产物分离,可以重复利用,催化活性高。

具体实施方式

实施例1

活性炭负载过硫酸根和氧化锆催化剂的制备方法,包含以下步骤:

(1)模型油的配制:正十二烷和二苯并噻吩按质量比430:1混合制备得到模拟油;

(2)将活性炭研磨,筛分过20-40目,备用;取ZrOCl2·8H2O溶入超纯水中,超声波处理30min,得到ZrOCl2·8H2O的水溶液,其中,ZrOCl2·8H2O和超纯水的质量比为1:5;

(3)按质量比为1:2将步骤(2)所得的活性炭加入ZrOCl2·8H2O的水溶液中,常温浸渍10h;在磁力搅拌下加入氨水,调节溶液pH 值为9-10, 25℃反应12h;抽滤,用超纯水洗涤5次后,110℃干燥12h,得到无定型Zr(OH)4,按质量比1:15将Zr(OH)4加入过硫酸铵溶液中,浸渍6h;过滤,于110℃干燥12h,在80℃下于管式加热炉通N2焙烧3h,冷却后,按照质量比1:10加入到步骤(1)得到的模拟油中,在25℃下浸渍12h,过滤,真空干燥,即得到活性炭负载过硫酸根和氧化锆催化剂。

实施例2

活性炭负载过硫酸根和氧化锆催化剂的制备方法,包含以下步骤:

(1)模型油的配制:正十二烷和二苯并噻吩按质量比430:1混合制备得到模拟油;

(2)将活性炭研磨,筛分过20-40目,备用;取ZrOCl2·8H2O溶入超纯水中,超声波处理30min,超声波的功率为200W,得到ZrOCl2·8H2O的水溶液,其中,ZrOCl2·8H2O和超纯水的质量比为1:5;

(3)按质量比为1:2将步骤(2)所得的活性炭加入ZrOCl2·8H2O的水溶液中,常温浸渍10h;在磁力搅拌下加入氨水,调节溶液pH 值为9-10, 25℃反应12h;抽滤,用超纯水洗涤5次后,110℃干燥12h,得到无定型Zr(OH)4,按质量比1:15将Zr(OH)4加入过硫酸铵溶液中,过硫酸铵溶液的浓度为0.5mol/L,浸渍6h;过滤,于110℃干燥12h,在80℃下于管式加热炉通N2焙烧3h,冷却后,按照质量比1:10加入到步骤(1)得到的模拟油中,在25℃下浸渍12h,过滤,真空干燥,真空干燥的条件为110℃干燥1h,即得到活性炭负载过硫酸根和氧化锆催化剂。

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