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桦甸页岩油类柴油馏分的精制和氧化除硫

作 者: 刘飞
导 师: 李俊锋
学 校: 吉林大学
专 业: 应用化学
关键词: 页岩油 减压蒸馏 噻吩 氧化 次氯酸钠
分类号: TE662
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
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内容摘要


伴随石油的日益枯竭,寻找可代替能源势在必行。页岩油因其储量巨大,成为近年来很多学者首推的替代能源。页岩油是对油页岩进行高温干馏后得到的有机质混合物,性质和石油十分类似,所含元素除C、H外还有硫、氮、氧和微量金属元素。页岩油中杂原子化合物(含氮化合物,含硫化合物以及含氧化合物)通过燃烧会变成硫氧化物和氮氧化物等大气污染物。因此必须除去杂原子化合物。本文第二章对页岩油进行减压蒸馏获得了轻质液体馏分。减压蒸馏后收取常温(20℃)为液态的馏分,通过TGA和GC-MS的检测得知其馏程和烃类组成类似于柴油。利用杂质化合物区别于烃类成分的特征(高极性、酸性或者碱性),通过DMF萃取、碱洗和酸洗三步精制手段分别除掉页岩油新蒸馏馏分中的高极性成分、酸性成分和碱性成分等杂质化合物。通过红外吸收和GC-MS检测得知精制后页岩油中的杂原子化合物含量减少,页岩油中的有效烃类成分(烷烃和烯烃)含量相应提高,通过元素分析得知精制后含氮化合物被完全脱除,含硫化合物的含量也大大减少。鉴于次氯酸氧化能力较强,本文第三章提出用NaClO/H2SO4氧化体系对精制时无法除掉的噻吩类含硫化合物进行氧化脱硫。用噻吩质量含量为1%的正辛烷溶液模拟含硫油品,对模拟油中噻吩进行氧化实验,考察了各种因素对反应体系的氧化能力的影响,得到最佳的氧化条件为:在常温条件下,硫酸和次氯酸钠以及噻吩的用量摩尔比分别为6:3:1,将模拟油放入摇床中反应15分钟后体系氧化99.99%的噻吩,噻吩含量从0.738%降至12ppm。应用NaClO/H2SO4氧化体系于页岩油类柴油馏分中进行深度氧化脱硫,通过元素分析得知其硫含量从0.059%降低至15ppm,达到国家对柴油燃料的含硫标准。

全文目录


中文摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章 绪论  9-23
  1.1 油页岩的概况  9-10
    1.1.1 油页岩的基本概念  9
    1.1.2 油页岩的分布和储量  9-10
  1.2 页岩油的概况  10-14
    1.2.1 页岩油的物化性质  10-12
    1.2.2 页岩油的加工处理  12-14
  1.3 油类产品的精制  14-17
    1.3.1 酸碱精制  14-15
    1.3.2 加氢精制  15
    1.3.3 溶剂精制  15
    1.3.4 吸附精制  15-16
    1.3.5 脱蜡  16-17
  1.4 柴油中硫化物分布以及硫化物的危害  17
  1.5 柴油脱硫的研究进展  17-22
    1.5.1 加氢脱硫  17-18
    1.5.2 非加氢脱硫  18-22
  1.6 本文实验思路和主要内容  22-23
第二章 页岩油类柴油馏分的制备和化学精制  23-43
  2.1 引言  23
  2.2 主要原料和试剂  23
  2.3 主要仪器和设备  23-25
  2.4 实验部分  25-28
    2.4.1 页岩油的预处理  25
    2.4.2 页岩油的减压蒸馏  25
    2.4.3 页岩油的精制  25-28
  2.5 结果与讨论  28-42
    2.5.1 各精制过程的产率  28
    2.5.2 对页岩油和新蒸馏物进行热失重(TG)分析  28-33
    2.5.3 页岩油类柴油馏分精制前后及其酸碱组分红外吸收光谱图  33-37
    2.5.4 GC-MS对精制前后的页岩油类柴油馏分表征  37-39
    2.5.5 页岩油和其页岩油类柴油馏分精制各过程的元素分析  39-42
  2.6 本章小结  42-43
第三章 页岩油类柴油馏分的氧化脱硫  43-56
  3.1 引言  43-44
  3.2 氧化机理证明实验  44-46
  3.3 实验原料和设备  46
  3.4 影响HClO-thiophene氧化体系氧化效果的因素  46-53
    3.4.1 氧化剂NaClO的用量对HClO-thiophene氧化体系的影响  47-48
    3.4.2 硫酸用量对HClO-thiophene氧化体系的影响  48-51
    3.4.3 反应时间对HClO-thiophene氧化体系的影响  51-52
    3.4.4 反应温度对HClO-thiophene氧化体系的影响  52-53
  3.5 HClO-thiophene氧化体系应用于页岩油类柴油馏分中除硫  53-55
  3.6 实验结果与讨论  55-56
第四章 总结  56-57
参考文献  57-64
致谢  64

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中图分类: > 工业技术 > 石油、天然气工业 > 石油、天然气加工工业 > 人造石油 > 油页岩加工
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