Окислительное десульфирование дизельного топлива на ванадий-молибденовых катализаторах

• Автор: Вахрушин, Павел Александрович
• Шифр специальности: 02.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 106 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава 1. Литературный обзор.

1.1. Сернистые соединения дизельного топлива

1.2. Способы десульфирования дизельного топлива

1.2.1. Процесс гидроочистки

1.2.2. Окислительные способы десульфирования.

1.3. Катализаторы гетерогенного окисления кислородом воздуха на основе оксидов ванадия и молибдена.

1.3.1. Катализаторы на основе оксида ванадия.

1.3.2. Катализаторы на основе смешанных оксидов ванадия и молибдена

Глава 2. Экспериментальная часть.

2.1. Характеристика реагентов, растворителей и топлив, использованных в работе
2.2. Получение массивных оксидов У5, Мо и У5Мо
2.3. Определение удельной поверхности катализаторов на основе оксидов переходных металлов.
2.4. Методика гетерогеннокаталитического окислительного десульфирования.
2.5. Определение содержания общей серы в дизельном топливе ГОСТ 7
2.6. Определение фракционного состава дизельного топлива ГОСТ
2.7. Определение плотности дизельного топлива
2.8. Определение кислотного числа дизельного топлива ГОСТ
2.9. Определение кристалличности образцов катализаторов методом
Глава 3. Каталитическое окисление ндодекана.
3.1. Влияние температуры и состава катализатора на процесс каталитического окисления ндодекана
3.2. Влияние объемной скорости подачи сырья и соотношения реагентов на процесс каталитического окисления ндодекана.
3.3. Изучение механизма активации реагентов на поверхности катализатора
Глава 4. Окислительное десульфирование модельной смеси дизельного топлива.
4.1. Влияние тиофена на окисление ндодекана
4.2. Влияние состава катализаторов, температуры и объемной скорости подачи сырья на окисление смеси ндо декана и тиофена.
4.3. Влияние соотношения сырьегкислород на окисление смеси ндодекана и тиофена
4.4. Выход и соотношение продуктов окисления тиофена
4.5. Окисление дибутилсульфида в смеси с ндодеканом
4.6. Последовательное окисление модельной смеси ндодекана и тиофена
Глава 5. Окислительное десульфирование дизельного топлива.
Список литературы


Окисление обычно проводят в гомогенных условиях пероксидом водорода или гидропероксидами углеводородов, а продуктами окисления являются ценные химические мономеры сульфоксиды и сульфоны. Однако и эти методы имеют свои недостатки, связанные с использованием окисляющих реагентов и трудностью отделения катализатора от продуктов реакции. В качестве катализаторов гомогенного окисления используют кислоты, способствующие поляризации 00 связи пероксида и ускоряющие реакцию. Окисление сернистых соединений в присутствии кислот приводит, однако, к коррозии оборудования и образованию кислых стоков. По этой причине был выполнен ряд работ 13, посвященных применению оксидов переходных металлов как гетерогенных катализаторов. В диссертационной работе приведены результаты, полученные с использованием принципиально нового метода окислительного десульфирования дизельного топлива кислородом воздуха в непрерывном режиме на гетерогенных катализаторах, в качестве которых использованы индивидуальные и смешанные оксиды ванадия и молибдена. Такой процесс окислительного десульфирования эффективен как способ удаления серосодержащих органических соединений, не требующий значительных затрат и естественным образом исключающий стадию отделения продуктов реакции от катализатора. Глава 1. Дизельное топливо предназначено для двигателей внутреннего сгорания с воспламенением рабочей смеси от сжатия дизелей и представляет смесь углеводородов керосиновой, газойлевой и дизельной фракций, получаемых в результате перегонки нефти, с температурой кипения 00С и плотностью 0,0, гсм3 4. Производство дизельного топлива в России занимает одно из ведущих мест, что связано с широким применением этого вида топлива в промышленности и транспорте. Основные потребители дизельною топлива железнодорожный транспорт, грузовой автотранспорт, водный транспорт, военная техника, сельскохозяйственная техника, а также в последнее время и легковой дизельный автотранспорт. Кроме дизельных двигателей, остаточное дизельное топливо соляровое масло зачастую используется в качестве котельного топлива, для пропитывания кож, в смазочноохлаждающих средствах и закалочных жидкостях, при механической и термической обработке металлов 5. Более суммарного объема производства дизельного топлива вырабатывалось с содержанием серы до 0,2 мае. Согласно международным экологическими стандартами Евро 3, Евро 4 и Евро 5 содержание серы в дизельном топливе не должно превышать соответственно 0,5, 0,5 и 0,1 мас. Содержание серы в дизельном топливе обусловлено наличием в составе нефти, из которой его получают, разнообразных классов сераорганических компонентов. Основная часть добываемых в России нефтей сернистые и высокосернистые 7. Общее содержание серы колеблется в пределах 0,5 мае. Сернистые соединения резко ухудшают эксплуатационные качества топлив и масел, вызывают коррозию оборудования и приводят к загрязнению окружающей среды. В нефтепродуктах встречаются сернистые соединения следующих классов меркаптаны, сульфиды, дисульфиды, тиофены 9. Сульфиды являются аналогами простых эфиров, поэтому их называют также тиоэфирами. Алифатические сульфиды , где и предельные и непредельные алифатические радикалы. Ароматические сульфиды например, дифенил сульфид. Жирноароматические сульфиды например, метилфенилсулъфид и например, бензилфенилсульфид. Циклические сульфиды тиофан тиациклопентан I. II, тиоциклогептан и др. Сульфиды смешанного строения, содержащие различные углеводородные радикалы. Меркаптаны сернистые соединения, содержащие группу БН, Они являются аналогами спиртов или фенолов их называют также тиоспиртами меркаптанами и тиофенолами. Кроме меркаптанов, сульфидов и тиофенов в нефтях и нефтепродуктах можно обнаружить и полисульфиды, Это сернистые соединения с двумя, реже с более, чем двумя, связанными между собой атомами серы. Дисульфидов в нефтяных фракциях содержится приблизительно столько же, сколько меркаптанов. В табл. Основными компонентами этого сырья являются углеводороды тиофенового ряда. Таблица 1. Наименование фракции Содержание серы, мае. Устойчивость сернистых соединений увеличивается в следующем ряду меркаптан дисульфид сульфид тиофен ,.