改性Y分子筛吸附剂用于焦化苯吸附脱硫的研究

1引言

石油苯是大宗有机化工原料，应用十分广泛。但是，石油资源的枯竭和重质化限制了石油苯产量。焦化苯高炉煤气的副产物，其与石油苯的最大区别在于过高的硫含量，目前仅做溶剂等低层次应用。我国的焦化苯资源极为丰富，约占我国苯总产量的40 %～50 %，但由于含有各种杂质，特别是硫化物，如0.2 %～1.6 %(质量分数，下同)的噻吩，0.3 %～0.4 %的二硫化碳等。若将焦化苯进行脱硫处理，使其硫含量达到石油苯的标准，可以实现低质原料生产高附加值产品。针对炼焦厂由于焦炭价格低而面临开工率低的现状，由焦化苯为原料通过吸附脱硫制备石油苯技术无疑是一剂提高其经济效益的“猛药”。

根据苯和噻吩的物理化学性质的差异(如表1所示)，通常可以用萃取精馏法、冷冻结晶法、吸附分离法等物理方法和催化加氢法、硫酸精制法以及选择氧化法等化学方法脱除焦化苯中的噻吩。

吸附法脱除焦化苯中的噻吩具有易控制、能耗低、投资少、无污染、净化度高，并且可得到噻吩等优点，但是现有的吸附剂对噻吩的吸附容量都太小，需要解决的问题是如何提高吸附剂的吸附量和吸附剂的有效再生方法。
　综上所述，开发高选择性脱除焦化苯中噻吩的方法，在理论上和应用上都具有重要价值，并将产生可观的经济效益和社会效益。

2实验部分

2.1 试剂和仪器

焦化粗苯：外观为浅黄色透明液体；密度为； DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器；总硫含量测定：WKL-202型微库仑硫分析仪；硝酸银：分析纯；硝酸铈：分析纯；硝酸镧：分析纯

2.2 催化剂的制备

采用离子交换法制备Y型分子筛吸附剂，取一定量的Y型分子筛，用浓度为一定浓度的活性组分溶液进行离子交换24小时。交换后经过滤、洗涤，干燥，焙烧，得到改性Y型分子筛吸附剂。

2.3 吸附剂的性能评价

将1g已制备好的分子筛吸附剂放入小烧杯中，按照固液比为1g：10mL加入焦化苯，在磁力搅拌的40℃条件下吸附1h，进行吸附剂的吸附性能评价。

3结果与讨论

3.1 吸附脱硫温度的确定

苯和噻吩的物理化学性质如下表2：

由于焦化粗苯中的苯和噻吩的沸点分别是80.1℃和84.2℃，因此为了防止粗苯和噻吩的挥发，只考虑吸附温度为25℃、40℃、50℃、60℃时的吸附效果。固液比为1：10，吸附时间为2h，吸附效果见图1所示。

有图1所示，在60℃的条件下，吸附剂的饱和吸附量最大，随着吸附剂的吸附温度的提高，吸附效果呈增加趋势，这是因为温度的升高有利于吸附剂活性的增加，但当温度达到40℃的条件下时，饱和吸附量的增加不大，因此综合考虑，选择40℃为吸附剂的吸附温度。

3.2 吸附脱硫时间的确定

在常温常压条件下，固液比为1：10，考察静态吸附时间分别为0.5h，1h，1.5h，2h，2.5h，3h时的脱硫吸附剂的吸附效果，从而确定适宜的吸附时间。吸附试验是在含有磁力搅拌的条件下进行。吸附结果如图2所示。

由图2所示，当吸附超过1h以后，随着吸附时间的延长，吸附效果并没有明显的变化，饱和吸附量略有下降，这是因为在吸附剂吸附脱硫的过程中，吸附剂对含硫化合物的吸附存在一个吸附脱附平衡的过程，当吸附达到平衡后，就不会继续吸附，反而会有少量的含硫化合物从吸附剂的表面上脱附下来，因此吸附时间也不宜过长。有图所示，吸附剂的吸附时间选择1h为宜。

3.3 吸附剂的再生试验考察

吸附脱硫后的吸附剂通过450℃焙烧再生，然后继续进行脱硫试验，观察吸附剂的再生后的脱硫效果。试验结果如图3