[发明专利]一种利用磷化钼复合催化剂去除油品中含硫有机化合物的方法

说明书

本发明公开了一种利用磷化钼复合催化剂去除油品中含硫有机化合物的方法，该方法是采用磷化钼复合催化剂对油品中的硫有机化合物进行催化氧化处理，其中磷化钼复合催化剂包括氮磷共掺杂的碳纳米片，氮磷共掺杂的碳纳米片上负载有磷化钼纳米颗粒。本发明中，制备出的磷化钼复合催化剂具有催化活性强、选择性高、稳定性好等优点，可广泛用于去除石油产品中的含硫有机化合物，表现出非常优异的氧化脱硫活性，能够实现石油产品中的含硫有机化合物的快速、有效去除，能够达到高选择性的超深度氧化脱硫，具有工艺简单、操作方便、成本低廉、去除效率高、去除效果好等优点，有着很好的经济效益和应用前景。

技术领域

本发明属于多相催化技术及其石油化工技术领域，涉及一种油品中含硫有机化合物的去除方法，具体涉及一种利用磷化钼复合催化剂去除油品中含硫有机化合物的方法。

背景技术

在近几十年内，大量的含硫化石燃料的燃烧使得二氧化硫的排放量剧增，这不可避免地带来了一系列的环境问题，严重地影响了人们的身体健康。在2017年10月，世界卫生组织国际癌症研究机构将二氧化硫归为3类致癌物。在燃油法律法规的不断管控下，在过去的20年中，运输车辆中使用的燃料中的硫含量已从2000ppm急剧下降至10ppm。这使得人们对无硫燃料的大规模生产更加迫切。因此迫切需要开发一种工艺精简、效率高、成本低的脱硫技术。

去除燃油中含硫有机化合物最常用的方法是加氢脱硫，但该方法对于难处理的苯并噻吩的去除并不理想，例如苯并噻吩、二苯并噻吩和4，6-二甲基二苯并噻吩，并且该反应需要在高温和高压(300～400℃和30～130atm)下进行，这导致脱硫成本昂贵。氧化脱硫作为加氢脱硫的替代或补充技术由于其温和的反应条件(60～100℃)和对难降解的苯并噻吩有高去除率等优点，受到了广泛的关注。在氧化脱硫过程中，含硫有机化合物在氧化剂和催化剂的作用下被氧化为相应的亚砜和砜，这些相应的氧化产物具有比其他烃及其母体硫化合物更高的极性，可以通过各种分离方法从燃料中除去。然而，氧化脱硫的效率始终取决于催化剂的活性。因此，开发高性能催化剂是实现该技术的关键科学问题。

在众多催化剂中，磷化钼由于其独特的电子特性、多方成分和结构，有希望在氧化脱硫过程中发挥巨大催化作用。首先，磷化钼易与氧化剂反应形成亲电反应性中间体，这被认为是高效ODS的驱动力。此外，磷化钼拥有丰富的自由电子，这意味着其更容易产生大量不饱和金属位点，这对于促进芳香族有机硫化合物的有效氧化至关重要。尽管如此，磷化钼的制备需要苛刻的条件，使用易燃磷和剧毒膦作为磷化剂，这无疑阻碍了规模化合成和应用。因此，获得一种催化活性强、选择性高、稳定性好的磷化钼复合催化剂以及与之配套的工艺简单、操作方便、成本低廉的制备方法，对于实现石油产品中含硫有机污染物的有效转化以及提高石油产品的可利用性具有十分重要的意义。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种成本低廉、去除效率高、去除效果好的利用磷化钼复合催化剂去除油品中含硫有机化合物的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种利用磷化钼复合催化剂去除油品中含硫有机化合物的方法，所述方法是采用磷化钼复合催化剂对油品中的硫有机化合物进行催化氧化处理；所述磷化钼复合催化剂包括氮磷共掺杂的碳纳米片，氮磷共掺杂的碳纳米片上负载有磷化钼纳米颗粒。

上述的方法，进一步改进的，所述磷化钼复合催化剂中磷化钼颗粒与氮磷共掺杂的碳纳米片的质量比为2～40；所述氮磷共掺杂的碳纳米片中氮元素的质量分数为氮磷共掺杂的碳纳米片的2％～8％；磷元素的质量分数为氮磷共掺杂的碳纳米片的4％～15％。

上述的方法，进一步改进的，所述磷化钼复合催化剂的制备方法，包括以下步骤：

S1、将钼基金属有机框架制成钼基金属有机框架分散液，加入三聚氰胺分散液，搅拌，制成钼基金属有机框架/三聚氰胺分散液；