Fenton试剂在石油化工中的应用.docx

第11卷第11期22精细石油化工进展ADVANCESINFINEPETROCHEMICALS

第11卷第11期

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Fenton试剂在石油化工中的应用

刘韦韦吕涯2

(1.华东理工大学化学工艺系，上海200327;2.华东理工大学石油加工系，上海200327)

摘要Fenton试剂法是近几年来备受关注的一种新的废水处理高级氧化技术。简要介绍了Fenton试剂法的作用机理；综述了Fenton试剂在石油化工中的应用，包括废水处理、石油污染土壤修复、柴油脱硫和低碳烷烃氧化。

关键词石油化工Fenton试剂废水处理

石油化工是以石油为原料，以裂解、精炼、分馏、重整和合成等工艺为主的一系列有机物加工过程，生产中产生的废水成分复杂、污染物浓度高且难降解，污染物多为生物难降解有毒有害的有机物，对环境污染严重，随着水资源的日益紧张和人们环境保护意识的加强，石油化工废水的处理技术逐渐成为研究的热点，新的处理技术和工艺不断涌现，主要分为物化法、化学法和生化法1)。近几年来，Fenton试剂氧化法越来越受到污水处理工作者的重视，因其产生的羟基自由基·OH能够直接与水中的污染物反应将其降解为二氧化碳、水和无害物，不会产生二次污染；由于它是一种物理-化学处理过程，很容易加以控制，以满足处理需要甚至可以降解10??级的污染物，反应速度快，能在很短时间内达到处理的要求(2)。为此，笔者综述了Fenton试剂氧化法的作用机理以及其在石油化工中的应用。

1Fenton试剂氧化法作用机理

芬顿(Fenton)试剂于1894年由FentonHJ发现并应用于苹果酸的氧化(3),它是由过氧化氢(H?O?)与亚铁离子(Fe2+)按一定比例混合而成的强氧化剂。20世纪60年代Eisenhauer开始研究使用芬顿试剂处理苯酚废水和烷基苯废水，并取得较为理想的效果，由此，芬顿试剂在工业废水处理中的应用开始受到国内外的关注。研究者开始研究其氧化的作用机理以便更好利用Fenton试剂，有关Fenton试剂产生的羟基自由基·OH的引发、消耗及反应链终止机理如下(4):

链开始：

Fe2++H?O?+H*→Fe3++H?O+·OH(1)链传递：

Fe2++·OH→Fe3++OH(2)

H?O?+·OH→H?O+·O?H(3)

Fe3++H?O?→Fe2++H*+·O?H(4)

·O?H+Fe3+→Fe2++H*+·O?(5)

·

·O?H→·H+·O?(6)

·

·OH+R—H→·R+H?O(7)

·

·OH+R-H→·[R-H]*+HO-(8)

链终止：

·OH+·OH→H?O?(9)

·

·O?H+·O?H→HO?+O?(10)

·

Fe3++·O?-→Fe2++0?(11)

H*+·O?H+Fe2+→Fe3++H?O?(12)

H++·O?H+·O?-→O?+H?O?(13)

2H*+·O?H+Fe2+→Fe3++H?O?(14)

·R+·OH→ROH(15)

·

由以上机理反应可知，整个Fenton反应速率主要决定于式(1),当H?O?/Fe2+比例提高后，反应中羟基自由基被反应(3)式所竞争；当Fe2+浓度过高时，反应中羟基自由基被反应(2)式所竞争，则同样会消耗羟基自由基，使Fenton反应氧化效率降低。因为Fenton试剂在酸性条件下有利于过氧化氢分解成羟基自由基的反应，但是当体系pH较小时，一方面，反应式(5)受到抑制，Fe3+不能顺利地被还原为Fe2+,从而影响Fenton试剂的氧化能力；另一方面，较低的pH也使