[发明专利]一种纳米级燃油催化氧化-吸附脱硫催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种纳米级燃油催化氧化‑吸附脱硫催化剂的制备方法。以杂多酸为活性组分，纳米级层次空心二氧化硅空心球为载体，通过在纳米级层次空心二氧化硅空心球上嫁接氨基，得到氨基‑纳米级层次空心二氧化硅空心球，将杂多酸以分子形态分散在氨基‑纳米级层次空心二氧化硅空心球表面，制得杂多酸固载氨基嫁接层次空心二氧化硅空心球。本发明具有制备工艺简单,能高效地降低燃油中难以脱除的二苯并噻吩类硫化物，大大减少了催化剂用量，不需要萃取流程,并且循环稳定性良好,一步实现催化氧化‑吸附脱硫耦合，提高催化剂的脱硫效率,简化脱硫工艺流程，大大降低了工业应用成本，在燃油催化氧化脱硫方面具有良好的应用前景。

技术领域

本发明是涉及一种纳米级催化氧化吸附脱硫催化剂的制备方法,更具体的说是一种制备具有高催化活性的复合型纳米HPV-NH₂-HHSS脱硫催化剂的方法。

背景技术

随着全球工业化的发展，大气污染问题日益严峻。大气污染中的有害气体SO₂对人们的生活工作和财产安全造成了直接的影响，如酸雨对树木，钢铁建筑物、人体皮肤和等造成了严重的酸腐蚀，以及对水体造成了严重污染等。SO₂的主要来源之一便是汽车尾气排放，随着汽车保有量持续增长,根据相关统计结果,预计到2020年,全国汽车的保有量将会达到2.5～2.9亿辆,我国已经进入了“汽车社会”，为了减少负面的环境和健康影响，许多国家和地区对燃料油中的硫含量的要求已经低于10ppm,因此深度脱硫和超深度脱硫已然成为一个全球性的研究课题，在2000年,我国的汽油标准在全国执行GB17930—1999标准,规定硫含量在800ppm以下；在2009年年底,我国的汽油标准在全国执行GB17930—2006标准,规定硫含量在150ppm；而在2009年,欧盟和美国环境保护局分别要求汽油中最大含硫量为10ppm和15ppm；而在2017年起始,美国环境保护局要求柴油中最大含硫量低于10ppm,我国目前在部分城市开始实行国六标准,要求汽油中含硫量为10ppm。从这一系列的标准中,可以看出我国对汽油中的含硫量的标准正朝着与国际接轨。因此有效的降低柴油中硫含量己成为全世界研究热点,这也将使石油产品的超深度脱硫研究工作显得尤其重要。

目前工业上的脱硫手段主要分为加氢脱硫技术和氧化脱硫技术，其中加氢脱硫技术因其脱硫条件苛刻(300～350℃、5～10MPa)，成本高，危险大而在脱硫行业受到阻碍，同时对燃料油深度脱硫尚有不足。相比于加氢脱硫，氧化脱硫因其脱硫率高、反应条件温和、绿色环保等受到国内外研究者的青睐。氧化法脱硫(ODS)的核心是先把油品中的噻吩类硫化物氧化为极性较强的砜类或亚砜类硫化物，而极性较强的砜或亚砜可以采用萃取、吸附、精馏等分离技术很容易地从油品中脱除，从而达到脱硫的目标。氧化脱硫技术的核心是催化氧化脱硫体系中催化剂和氧化剂的开发，催化剂-氧化剂体系有多种，其中H₂O₂-杂多酸催化氧化脱硫体系受到广泛关注，主要是由于双氧水(H₂O₂)廉价易得、来源广泛、产物是水、绿色环保；易于和油品分离而不改变油品的质量。氧化脱硫技术中存在以下缺点：催化剂颗粒大、孔道长，使得反应时间长，反应速度慢；催化剂颗粒太大，吸附脱附速度太慢，不利于催化反应和产物吸附；催化剂本身极性比较小，无吸附性能，在DBT被氧化后，需要使用乙醇或乙腈等极性有机溶液进行萃取，使得脱硫工艺复杂，脱硫成本高；双氧水用量大，导致脱硫成本高；催化氧化步骤和含硫氧化产物分离步骤是分开的，操作繁琐，效率低。

发明内容