文档介绍：摘要

我国是贫油富煤的国家,煤炭炼焦过程产生大量的粗苯,粗苯主要由各种芳
烃组成。作为重要化工原料之一的甲苯,就可以通过粗苯回收得到。采用萃取精
馏工艺获得的焦化甲苯中含有少量不饱和化合物,其中含量最高的是吡啶类和噻
吩类物质,这影响了甲苯产品的质量,限制了其进一步加工利用,必须对其进行
脱氮脱硫精制。
本文首先总结了油品中脱硫和脱氮的几种方法,其中吸附法具有操作条件温
和、投资成本和操作费用低、环境污染少、脱硫脱氮效果好等优点,拥有广阔的
应用前景。
采用固定床气相吸附以及在线高温水蒸气再生的方法考察了 NaNC 分子筛原
粉和成型吸附剂对焦化甲苯工业料中吡啶类物质的吸附性能以及吸附剂的再生
性能。结果表明,当吸附温度为 115℃时,吡啶类物质的含量可以降到 500μg/g
以下。多次再生后吸附剂的脱氮能力仍能恢复,但处理量随着再生次数的增加而
降低。通过对再生后吸附剂的热重分析(TGA)和 13C-NMR 表征,表明吸附剂
处理量降低的原因主要是分子筛的结焦失活。
通过液相离子交换的方法制备了 Ce4+、Ni2+和 Cu+交换的 NC 型分子筛吸附
剂,利用 X 射线衍射(XRD),比表面积和孔隙度分析(BET)和等离子体发
射光谱(ICP-OES)手段对吸附剂进行了表征。在脱硫实验中以甲苯/噻吩/甲基
噻吩为模型化合物,对比不同吸附剂对噻吩类物质的吸附效果,结果表明 Ce4+
交换的分子筛对噻吩类的吸附量最大。分别采用间歇吸附和固定床连续吸附实
验,对甲苯脱硫工艺进行了考察。Ce4+交换的 NC 型分子筛对噻吩类物质的选择
性顺序为:2-甲基噻吩>3-甲基噻吩>噻吩,提高吸附温度对吸附有利,气相吸附
效果要远好于液相吸附。
CeNC 分子筛对甲苯中噻吩类物质的吸附符合 Freundlich 吸附等温线,吸附
动力学分析发现液相吸附过程满足伪二级动力学方程,低温时反应吸附过程是主
要的速率控制步骤,高温时粒子内扩散成为主要的速率控制步骤。采用热重分析
(TGA)的方法研究甲苯和甲基噻吩与 CeNC 分子筛的作用模式,结果表明噻吩
类物质主要通过形成 S-Ce 化学键被吸附,甲苯主要与 Ce3+和 Ce4+形成静电力作
用和π络合。

关键词: 焦化甲苯脱硫脱氮离子交换型分子筛吸附机理
ABSTRACT
China is poor in oil but rich in coal. A great quantity of crude benzol would be
obtained during the process of coking coal. Toluene as one of the most important
industrial raw material can be obtained from crude benzol. But the coking toluene
obtained from the extraction distillation process contains many purities such as
pyridines and thiophenes, which would affect the quality and application of toluene.
This article summarized several methods of denitrogenation and desulfurization.
Among these, adsorption has great application prospect, because of its simple
operation, low cost, few pollution and good perfomances.
Fix-bed vapor-phase adsorption and on-line stream regeneration were applied to
investigate the adsorption and regeneration properties of NC zeolites. Results show
that the content of pyridines can be reduced to below 500μg/g, when the adsorption
temperature is 115℃. Denitrogenation ability can be recovered after regenerations
altho