载铜有序介孔碳硅复合材料的制备及其对燃油吸附脱硫性能的研究(2)
3.6 结论 24
致谢 25
参考文献 26
1 绪论
1.1 燃油脱硫背景
近年来的随着北京的雾霾被报道的次数越来越多，使人们对于环境问题越来越重视。有研究表明全球污染最为严重的城市的主要污染源都是汽车尾气，汽车尾气造成的城市大气污染的问题日趋严重。而城市往往是人口最为集中的地方，因此保护环境的重要性不不言而喻，北京、上海等城市作为我国的一线城市其大气污染更为严重。汽车作为人类如今的一种不可缺少的交通工具，汽车排气污染的危害性众所周知。汽车排放的大量NO、SO2，不仅可以加剧酸雨、酸雾的发生，而且破坏生态环境，影响生态平衡。近年来各大新闻经常报道一些由于吸入汽车尾气而引发多种疾病的报道，可见大气污染的危害性范围之广。就资源角度来讲，世界上原油中硫含量大于0.5的原油占原油总量的多于75％。在这样的情况下，生产硫含量低的油品，从根本上解决大气污染的问题显得尤为重要[1]。
汽油是应用最广的一种燃油之一，汽油通常指直馏汽油、烷基化汽油、催化裂化汽油、异构化汽油、焦化汽油灯及它们的混合组分。大量的分析研究表明，存在于汽油组分里的硫化合物主要有：硫醇(RSH)、硫醚(RSR)、二硫化物(RSSR)、噻吩和烷基取代噻吩以及苯并噻吩和烷基取代苯并噻吩[2]这些化合物的结构如图1.1所示。
汽油中含有的含硫化合物
硫醇包括环烷基硫醇、烷基硫醇和芳基硫醇，其沸点和水溶性比含碳数相同的醇低，易溶于乙醇和乙醚等，具有弱酸性，光照条件下易分解生成二硫化物和氢气，其热定性会随着分子量的增加而降低。在强酸存在下，易与烯烃发生亲电加成反应。可以与浓硫酸发生酯化和氧化反应，生成二硫化物。在硫化氢或氯化锌存在的环境下，可以与醛和酮生成缩醛和硫缩酮。
硫醚：它是分子通式含有R-S-R的化合物。它可由硫化钾与卤代烃或硫酸酯反应而得。硫醚作为醚类的一种因此它不溶于水，其具有有刺激性气，在常温下为液体。它包括烷基硫醚、环硫醚、烷基-环烷基硫醚和多环硫醚，它们是沸点与碳数相近的醇相近的液态物质，它们是中性的液体，正因为其热稳定性高，因此它们的化学性质不活泼，易氧化生成亚砜或砜，有毒性。由于分子中硫原子的影响，硫醚中的α-碳原子可形成碳正、负离子或碳自由基，从而可发生多种化学反应。
二硫化物和多硫化物的具有相同的特点，硫化物会随着硫原子数的增加其稳定性不断的下降，化学活性不断的增加，当硫化物中硫原子数大于3时其性质相似于元素硫，遇热容易分解为硫醚单质硫硫醇和烯烃。
噻吩类硫化物不仅种类较多，而且由于它们的化学性质比较稳定，导致噻吩类硫成为最难除去的硫化物，但其中的噻吩和烷基噻吩能与强碱反应，还能与 Na-液氨-甲醇发生还原反应，得到两种二氢噻吩，在存在大量催化剂或很剧烈的条件下，还可以得到高产率的四氢噻吩。过羧酸可以使噻吩发生特殊的氧化生成高度活性的非芳基砜。噻吩在化学结构上与苯相似，但比苯更容易发生亲电取代反应，如磺化、汞化、与醛酮缩合、与氨离子缩合等。
各种汽油馏分根据汽油生产过程中的加工工艺和原料性质的不同，其中含硫化合物的类型分布也存在着差异。可利用色谱分析法对这些含硫化合物进行定性和定量的分析，色谱法作为脱硫研究中的重要分析方法，被应用在很多实验中。典型的FCC汽油中硫类了含分布特点为：噻吩类硫是FCC 汽油中硫含量最多的一类含硫化合物硫，它的相对含量不少于 60%；硫醚硫的含量次之，大约占总硫含量的 25%；硫醇硫和二硫化物硫含量最少，大约占总硫含量的 15%；以上数据显示噻吩类硫和硫醚硫二者中的含硫化合物之和占总硫含量是不少于 85%，尤其是FCC 原料变重以后，噻吩硫的含量还会进一步提高，如何脱除噻吩类硫是燃油脱硫最为重要的一环 [3]。