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燃油光催化氧化脱硫催化剂的研究进展(上)

2021-05-30田景芝付佳琦帅昱彤单丹阳

石油化工 2021年4期
关键词:催化剂效率

柳 月,田景芝,郝 欣,付佳琦,帅昱彤,单丹阳

(齐齐哈尔大学 化学与化学工程学院,黑龙江 齐齐哈尔 161000)

残留在柴油、汽油和喷气燃料等精炼石油产品中的多种有机硫化物在燃烧后会释放出大量的SOx气体。空气中聚集的SOx气体是造成气候变暖、酸雨和大气污染的主要原因之一。为降低SOx气体对环境的影响,世界各国相继对燃油中的硫含量进行了严格的限制。因此,开发低能耗、清洁有效的燃油脱硫工艺成为石油化工的重要研究方向之一[1-5]。

燃油脱硫技术主要分为已工业化应用的加氢脱硫技术(HDS)和目前被广泛研究的非加氢脱硫技术两大类。其中,非加氢脱硫技术又分为萃取脱硫[6]、吸附脱硫(ADS)[7-8]、氧化脱硫[9-11]和微生物脱硫[12-13]。HDS 是在高温(300 ~350 ℃)、高压(5 ~10 MPa)条件下将硫化物转化为烃类和H2S 的燃油脱硫技术[14]。但该技术只对无环和脂肪族硫化物有效,对噻吩类硫化物的脱除效果很不理想。利用HDS 技术进行超深度脱硫时,脱硫深度的增加是以更高的氢耗、能耗及辛烷值损失为代价的。此外,HDS 苛刻的工艺条件、加氢脱硫过程中产生的H2S 导致催化剂毒化失活等问题都增加了HDS 的成本[15-18]。因此,开发低能耗、节能环保、反应条件温和的非加氢脱硫技术意义重大。

在非加氢脱硫技术中,光催化氧化脱硫(PODS)因具有高催化活性、高选择性、高安全性、低能耗和低成本等一系列优点,被认为是一种高效简单且极具发展前景的燃油脱硫技术。高效稳定的光催化剂是PODS 技术的核心,但目前广泛用于PODS 工艺的单组分光催化剂仍然存在易团聚、光响应范围窄、光生载流子分离效率低、氧化还原能力弱等问题[19-21]。……

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