油品脱氯吸附剂的制备及其性能研究

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近年来,随着原油日益劣质化、重质化,以及原油采油助剂等的添加导致油品中有机含氯化合物含量持续升高,有机含氯化合物在电脱盐中难以脱除。因此,开展油品中有机含氯化合物的脱除研究具有重要的现实意义。本文选用具有工业发展前景的吸附法脱氯,通过对吸附剂的筛选以及金属改性,成功制备出系列具有优良脱氯效果的脱氯吸附剂,并对制备的脱氯吸附剂进行静态吸附脱氯性能评价及工艺优化,在此基础上对筛选制备的Zn-13X吸附剂进行吸附平衡和吸附热力学研究。具体研究内容如下:1.通过静态吸附实验筛选吸附剂,并对吸附效果最优的Na-Y分子筛进行金属改性。主要考察了改性金属种类(镍、铜、镧、铈)、含量以及改性方法(等体积浸渍法、离子交换法、浸渍沉淀法)对吸附剂脱氯性能的影响。结果表明:使用浸渍沉淀法制备的Ni-Y脱氯吸附剂效果最佳,其中硝酸镍浓度为0.05 mol/L时制备的脱氯吸附剂,在温度为30℃、剂油比为1:40的条件下对模型油中1,2-二氯乙烷静态吸附4 h的脱除率达到82.12%。最后通过XRD、SEM、低温氮气吸脱附、NH3-TPD等表征方法对制备的脱氯吸附剂进行了表征分析。2.采用浸渍沉淀法对13X分子筛进行系列金属改性,并对其吸附脱氯性能进行考察。结果表明:锌改性的13X分子筛吸附剂具有最好的脱氯效果。当硝酸锌溶液浓度为0.1 mol/L、焙烧温度为450℃、焙烧时间4 h所制备的吸附剂,在剂油比1:40,吸附温度为30℃的条件下对模型油中1,2-二氯乙烷静态吸附4 h的脱氯率达到95.5%以上。最后通过XRD、SEM、低温氮气吸脱附、NH3-TPD等表征方法对制备的脱氯吸附剂进行了表征分析。3.对Zn-13X吸附剂进行吸附平衡和吸附热力学研究。论文通过对Zn-13X吸附剂吸附1,2-二氯乙烷过程的实验数据进行吸附等温线的拟合,得出了相关的热力学参数。结果表明:Langmuir吸附等温线能较好的描述Zn-13X吸附剂上1,2-二氯乙烷的吸附行为;在303.15 K~333.15 K不同温度下,Zn-13X吸附剂上1,2-二氯乙烷的单分子层饱和吸附量分别为:37.24 mg/L、44.21 mg/L、50.99 mg/L、56.27 mg/L;Zn-13X吸附剂吸附脱氯过程ΔH~0平均值为11.64 k J/mol,ΔS~0的平均值为42.15 J/(mol·K),ΔG~0为负数,从热力学角度分析Zn-13X吸附剂脱除1,2-二氯乙烷的过程为吸热的、自发进行的、混乱度增加的、且以物理吸附为主。
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