[发明专利]一种以SiO2

说明书

一种以SiO₂‑APTES杂化气凝胶为吸附剂脱除燃料油中噻吩类硫化物的方法，属于燃料油加工技术领域。该方法以正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、硅溶胶、水玻璃等为硅源、以3‑氨丙基三乙氧基硅烷、3‑氨丙基三甲氧基硅氧烷为氨源，采用溶胶凝胶—常压干燥法制得SiO₂‑APTES杂化气凝胶，将其填装于固定床吸附装置中，在一定温度与空速下，注入含噻吩类硫化物的模拟汽油，收集吸附后的模拟汽油，进行色谱分析，结果表明SiO₂‑APTES杂化气凝胶对噻吩类硫化物有很好的吸附性能。本发明中SiO₂‑APTES杂化气凝胶吸附剂的制备方法简单、成本低廉，该吸附剂可多次重复使用、经济效益高、环境友好、其吸附条件温和、对吸附设备的要求低。

技术领域

本发明属于燃料油加工技术领域，具体涉及SiO₂-APTES杂化气凝胶脱硫吸附剂及其制备方法和在汽油脱硫中的应用。

背景技术

随着车用工业的大力发展，汽车尾气硫化物的大量排放不仅使环境污染问题日趋严重，同样也威胁着人类的身体健康。燃料电池对燃料油中的硫含量也有相当高的要求，有机硫化物的存在，会使燃料电池电极中的催化剂中毒，使燃料电池不能有效的将柴汽油中的化学能转化成电能。因此，对燃料油的深度脱硫已经成为了全球关注的焦点。

目前，燃料油品的脱硫工艺主要有加氢脱硫技术、烷基化脱硫技术、生物脱硫技术、萃取脱硫技术、氧化脱硫技术、吸附脱硫技术等。现在的工业生产中，脱硫的主要工艺仍是传统的加氢脱硫，但其操作成本较高、耗氢量大、操作条件苛刻，降低汽油中辛烷值等缺点。且加氢脱硫只对于硫醇、硫醚、无机硫等有较好效果，对于热稳定性极高的噻吩类硫化物的脱硫效果很差。吸附脱硫由于其成本低廉，操作条件温和，脱硫效果好，不污染环境等优点，是目前最有前景的脱硫方法。

沈阳化工大学(公开号CN 103170305 A)以负载Ag离子的13X分子筛为脱硫吸附剂，用于深度脱除汽油中的噻吩及其衍生物和苯并噻吩，但吸附容量不高。上海化工研究院(公开号CN 101804325 A)制得氧化改性、负载过渡金属的活性炭吸附剂，其对噻吩及二苯并噻吩有较好的吸附性能。X分子筛和活性炭均属于微孔吸附剂，大分子的噻吩类硫化物由于分子尺寸效应很难进入孔道，因而吸附容量不高。同时真实燃油中大量的芳烃、烯烃也会被微孔吸附剂吸附，导致对噻吩类硫化物的选择性降低，甚至微孔效应会加剧此竞争效应。中国石油化工股份有限公司(公开号CN 10161923 A)制备了一种以氧化铝为粘结剂，氧化锌为载体，再与络合剂溶液接触，然后负载金属促进剂的新型脱硫吸附剂用于燃料油脱硫。但该吸附剂比表面积不大，负载的活性组分分散度不高，导致吸附脱硫性能一般。浙江工业大学(公开号CN 108192656A)采用溶胶凝胶- 常压干燥法制得Ag₂O/SiO₂-Al₂O₃复合类气凝胶脱硫吸附剂，结果表明其对模拟汽油中的噻吩类硫化物具有很好的吸附性能，但是在溶剂洗脱再生实验中由于 Ag⁺的流失，其再生性能一般。当模拟汽油中存在芳烃和烯烃等物质时，相比微孔型吸附剂，Ag₂O/SiO₂-Al₂O₃复合类气凝胶脱硫吸附剂受芳烃、烯烃竞争吸附的影响较小，但其吸附容量也只有对不含芳烃、烯烃模拟汽油脱硫吸附容量的一半。

发明内容

本发明的目的在于提供一种吸附容量大、吸附选择性高、易再生的 SiO₂-APTES杂化气凝胶脱硫吸附剂，吸附条件温和，通过将SiO₂与APTES杂化交联，在SiO₂表面引入-NH₂和-CH₂-提高其疏水性，从而增强与噻吩类硫化物的色散力作用，同时，-NH2又与噻吩类硫化物形成氢键提高了脱硫吸附性能。