γ射线辐射去除石油中有机硫化物规律及其强化方法分析研究.pdf

射线辐射去除石油中有机硫化物规律及其强化方法研究 摘 要 随着环境标准的日益严格 各国对石油及其产品中硫含量的控制 也越来越严格 目前主要的石油脱硫工艺存在工艺较复杂 对设备材 质要求高 投资和运行费用很高等问题 有待于开发新的石油脱硫技 术 本文首次提出了利用ã 射线辐射技术进行石油脱硫的新方法 并 对有关基本问题进行了实验探索 主要研究内容包括 对几种典型有 机硫化物的辐射化学反应的基本规律进行了探究 考察了不同参数对 硫化物的辐射化学反应的影响 并初步建立了相应的反应动力学模 式 同时为了加快反应速度 提高硫化物的去除速率 在此基础上 进一步探索了敏化 氧化或催化等手段对硫化物辐射转化去除的影 响 主要研究结果如下 以十二烷为模拟油品 研究了十二硫醇 丁硫醚 噻吩 二甲基 噻吩 苯并噻吩和二苯并噻吩在十二烷中的辐射去除规律 结果表明 g 射线可以实现硫醇及硫醚的有效去除 去除率随辐照剂量的增加而 上升 且各硫化物的初始浓度对其去除效率有较大影响 低浓度(约 为高浓度时 1 )时的去除效率远高于高浓度时 噻吩硫在高浓度时相 对稳定 低浓度时则能有效去除 一级反应动力学模式可以较好地描 I 述各类硫化物辐射转化反应的动力学过程 对剂量率 通气条件等因素对硫化物去除效率的影响进行了考 察 并对各反应体系下 G 因子进行了计算 以对不同反应体系的能 量利用效率进行比较 实验表明低剂量率时的能量效率比高剂量率时 高 而通气辐照对大部分硫化物的辐射去除有促进作用 但对二苯并 噻吩的辐射去除却有阻碍作用 在此基础上 进一步研究了某些强化手段对辐射脱硫的促进作 用 并确定了丙酮和四氯化碳等敏化剂对与硫醇或噻吩硫去除的强化 作用 例如,当吸收剂量同为260kGy 时 可以使硫醇的去除率由63.5 分别提高到91.3%和92.7%而双氧水和ã 射线对于硫醚及苯并噻 吩等物质的去除有明显的协同作用 例如当在反应体系中加入一定量 30 双氧水溶液 当辐照剂量率150kGy 时 丁硫醚的去除率可以由 38 提高到 95 实验还初步研制了与辐射反应体系相适应的催化 剂 可以实现硫醇及二苯并噻吩的快速去除 如金属锆和钴催化剂 能在100kGy 左右的辐照剂量内实现DBT 的完全去除 并能去除80 以上的总硫 实验通过GC-MS 及GC-LC 等分析手段对各典型反应体系中的 辐照后产物进行了分析 认为十二硫醇在各种反应体系中的辐射转化 产物均为十二二硫醚 静态条件下丁硫醚的辐射转化产物则有二硫化 物 亚砜和砜类物质 通气辐照及加入双氧水可以提高亚砜和砜类物 质产率 在过量双氧水及有乙酸存在的条件下 二苯并噻吩的辐射转 化产物为砜 II 总之 本文首次探索了石油辐射脱硫的新方法 初步探明了基本 反应规律 首次将辐射-敏化 辐射-催化以及辐射-氧化等耦合技术用 于石油脱硫研究中 得到了初步研究结果 并证明了其有效性 本研 究对石油辐射脱硫技术的进一步开发或研究具有重要意义 关键词 石油脱硫 辐射化学反应 反应动力学 敏化 催化 III INVESTIGATION ON THE REMOVAL OF ORGANIC SULFIDE BY RADIATION OF GAMMA RAYS AND IMPROVEMENT METHOD Abstract As environmental standard get more and more strict, sulfur content control for oil becomes restrict internationally. But development of advanced desulfurization technology is in need due to the fact that current mainstream one has