粗苯中二硫化碳及噻吩的脱除研究

粗苯中二硫化碳及噻吩的脱除研究

论文摘要

本文在查阅大量文献资料的基础之上,对粗苯中含量较高的两种有机硫化物二硫化碳和噻吩进行静态吸附和催化氧化的分类脱除研究。首先针对粗苯中含量为0.3%~0.4%(质量分数,下同)的二硫化碳,进行静态吸附脱除工艺研究,实验结果表明该法具有能耗低、精制深度高、操作方便、不产生二次废物等优点。具体工作为通过对吸附剂-活性炭种类的选择、活性炭投加量的多少、吸附温度的高低、吸附时间的长短等一系列实验的考查比较,选用了比表面积较大的不定型颗粒活性炭进行静态吸附实验,确定了相对于二硫化碳浓度为0.0252g/L的粗苯溶液,在低温(25℃),活性炭投加量为0.15g/mL的条件下反应7小时,二硫化碳吸附率可达82.6%以上。在随后的活性炭再生问题研究中,通过对采用了加热再生法再生后的活性炭进行的的静态吸附比对实验,发现由于再生无法完全去除活性炭中的全部吸附物,这些残留物在以后的吸附过程中降低活性炭的吸附容量,造成再生后的活性炭吸附能力有所降低。其次对于粗苯中含有的噻吩硫(0.2%~1.6%),则先采用氯甲基化法进行单因素和正交实验,得出最佳反应条件:反应温度75℃,反应原料配V粗苯:V甲醛:V盐酸:=2:1:1,反应时间6小时;之后采用以钛硅分子筛(TS-1)为催化剂,双氧水为氧化剂,水为溶剂的反应体系,对粗苯中噻吩的脱除进行了研究。具体为通过单因素实验考察了时间、温度、氧化剂用量、催化剂用量及溶剂用量对反应的影响,确定了各因素对反应的影响大小顺序为:TS-1用量>双氧水用量>反应时间>反应温度;在以上单因素实验考察的基础上,选取了四个主要影响因素及相应的五个参数水平进行正交实验,以噻吩的脱除率为考核指标,对整个反应进行了条件优化,得出最佳的反应条件为:n双氧水/n噻吩=4:1,时间8小时,温度75℃,TS-1用量0.15%(wt)。在此条件下进行反应,噻吩的脱除率高达99.58%。最后通过对以上两种方法在脱硫率、反应物分离难易程度、以及环境污染和精制成本等方面的综合评定确定了钛硅分子筛催化氧化法的可行性及优越性。结果表明:该法具有操作简单,反应条件温和(低温常压下即可进行),低成本费用以及高有机硫脱除率的特点。确立该法为一条具有较好应用和推广价值的工业有机硫脱除新途径。本文最后进行了噻吩氧化反应动力学的初步研究,求得温度为348K、常压下,噻吩的反应速率方程为: v = 4.6*10 ?3 [T hiophene ][C atalyst ]1 .37[ H 2O 2]0.08;反应速率随温度的变化方程为: k = 2697 e( ?37.21/ RT)

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第1章 绪论
  • 1.1 粗苯的加工生产概况
  • 1.2 课题研究的目的和意义
  • 1.3 课题研究主要内容和任务
  • 1.3.1 课题研究的内容
  • 1.3.2 课题研究的任务
  • 第2章 文献综述
  • 2.1 粗苯中有机硫化物的性质简介
  • 2.1.1 硫醇
  • 2.1.2 硫醚
  • 2.1.3 二硫化碳
  • 2.1.4 噻吩
  • 2.2 粗苯脱硫精制的综述
  • 2.2.1 国内外粗苯脱硫技术发展状况
  • 2.2.2 常用粗苯脱硫方法概述
  • 第3章 静态吸附法脱除粗苯中二硫化碳的工艺研究
  • 3.1 实验原材料与设备
  • 3.2 实验方案与操作
  • 3.2.1 吸附原理
  • 3.2.2 活性炭静态吸附法脱除二硫化碳的典型实验操作
  • 3.3 分析方案
  • 3.3.1 分析方法的确定
  • 3.3.2 分析测定操作
  • 3.4 结果与讨论
  • 3.4.1 活性炭种类的选择
  • 3.4.2 活性炭投加量对二硫化碳脱除率的影响
  • 3.4.3 吸附温度对二硫化碳脱除率的影响
  • 3.4.4 吸附时间对二硫化碳脱除率的影响
  • 3.4.5 活性炭的再生
  • 3.5 本章小节
  • 第4章 粗苯中噻吩的脱除工艺研究
  • 4.1 实验原材料与设备
  • 4.2 分析方案
  • 4.2.1 分析方法
  • 4.2.2 分析测定操作
  • 4.2.3 定性分析方法
  • 4.2.4 定量分析方法
  • 4.3 氯甲基化法
  • 4.3.1 实验方案与操作
  • 4.3.2 结果与讨论
  • 4.4 钛硅分子筛催化氧化法
  • 4.4.1 实验方案与操作
  • 4.4.2 结果与讨论
  • 4.5 两种脱除方法的比较
  • 4.6 钛硅分子筛催化氧化噻吩反应的动力学研究
  • 4.6.1 噻吩反应级数的研究
  • 4.6.2 催化剂反应级数的研究
  • 4.6.3 双氧水反应级数的研究
  • 4.6.4 反应活化能的研究
  • 4.7 自制催化剂及其活性比较
  • 4.7.1 催化剂的合成
  • 4.7.2 TS-1(a)与TS-1(b)的表征测试
  • 4.7.3 TS-1(a)与TS-1(b)的催化性能比较
  • 4.8 本章小节
  • 结论与展望
  • 一、主要结论
  • 二、本研究工作的主要创新点
  • 三、展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读硕士期间公开发表的论文
  • 相关论文文献

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