專利名稱：一種燃油深度脫氮方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃油脫氮領(lǐng)域，具體地說涉及燃油的非加氫脫氮方法。技術(shù)背景
根據(jù)2010年2月6日第一次全國污染源普查公報(bào)的數(shù)據(jù)，2007年度全國機(jī)動車尾氣 排放的氮氧化物總量為549. 65萬噸，機(jī)動車尾氣排放占總排放量的30%，機(jī)動車尾氣排放 已成為城市大氣污染的主要來源之一。燃油中的氮化物主要包括堿性氮化物和非堿性氮化 物。堿性氮化物主要包括吡啶、喹啉及其衍生物；非堿性氮化合物主要包括吡咯、吲哚、咔 唑及其衍生物。隨著石油餾分沸點(diǎn)的增加，氮化物含量迅速增加。燃油中的氮化物不但易 使加氫催化劑中毒，而且氮化物的加氫反應(yīng)活性低，加氫過程需要消耗大量的氫氣。燃油中 氮化物的存在還和燃油中的噻吩類硫化物產(chǎn)生競爭性吸附，抑制加氫脫硫的深度，對燃油 的加氫脫硫深度有很大影響。此外氮化物的存在還影響燃油的安定性，并影響到加氫后燃 油的收率。氮化物分子量越大，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，加氫脫氮的反應(yīng)速度越慢。氮化物在加氫過程 中，可能生成比原氮化物分子量更大，結(jié)構(gòu)與原氮化物很不相同的氮化物，而這類大分子的 氮化物更不容易進(jìn)行加氫脫氮反應(yīng)。在加氫脫氮過程中隨著脫氮率的提高，加氫脫氮的速 度常數(shù)隨燃油含氮量的減少而減小。因此，采用加氫的方法得到深度脫氮燃油非常困難。深度加氫脫氮需要高溫高壓，設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用高，氫耗大，脫氮率低。我國石 油工業(yè)氫源相對匱乏，使加氫工藝的應(yīng)用受到一定限制。吸附劑法脫氮在常溫常壓下操作， 不消耗氫氣，脫氮后的副產(chǎn)物也被吸附于吸附劑的孔內(nèi)，對燃油的品質(zhì)幾乎沒有影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種燃油深度脫氮方法，特別是車用燃油的深度非加氫脫氮方 法。本發(fā)明為制備清潔燃油提供了一種新穎、高效、快速的深度脫氮方法，對節(jié)能減排和環(huán) 境保護(hù)具有重要意義。本發(fā)明所述的燃油深度脫氮方法如下 燃油深度脫氮方法，過程如下
(1)配制質(zhì)子酸的水溶液或者醇溶液，加入吸附劑，攪拌，干燥至恒重。(2)氮?dú)饣蛘呖諝馔ㄟ^甲醛水溶液，然后氣體通過裝有上述干燥后的吸 附劑的吸附柱，吸附劑負(fù)載甲醛后停止通氣。(3)將上述脫氮吸附劑加入燃油中，攪拌反應(yīng)后，過濾除去吸附劑得到深 度脫氮燃油，回收的吸附劑再生使用。步驟(1)所述質(zhì)子酸的水溶液或者醇溶液的質(zhì)量濃度為0. 05% 35% ；攪拌時(shí)間為 10 30分鐘，干燥溫度為80°C 110°C。步驟(3)所述攪拌反應(yīng)溫度為20°C 90°C，時(shí)間為0. 5 6小時(shí)。所述的質(zhì)子酸為雜多酸、磷酸或硫酸。所述的雜多酸是磷鉬酸、磷鎢酸、硅鎢酸或硅鉬酸。所述的吸附劑為孔徑為2-50nm的介孔吸附劑，加入的吸附劑和質(zhì)子酸的質(zhì)量比 為 1:0.05 1:0.9。
步驟(2)所述氮?dú)饣蛘呖諝馔ㄟ^37% 40%的甲醛水溶液，然后此氣體通過裝有 上述干燥后的吸附劑的吸附柱來負(fù)載甲醛，吸附劑負(fù)載甲醛的量和吸附劑的重量之比為 0. 05:1 0.6:1。所述的燃油脫氮過程，吸附劑和燃油的質(zhì)量比為1 :10 1 :90。所述的吸附劑的再生，是與燃油過濾分離后的吸附劑在300°C 400°C空氣中加 熱2 4小時(shí)，然后脫氮吸附劑負(fù)載甲醛的量達(dá)到負(fù)載量后完成脫氮?jiǎng)┑脑偕?。吸附劑?fù) 載的質(zhì)子酸，其特征是為其含有可解離的質(zhì)子，包括雜多酸、磷酸、硫酸。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)
本發(fā)明的非加氫吸附脫氮過程不消耗氫氣，脫氮反應(yīng)速度快，吸附劑材料可以反復(fù)使 用，對燃油品質(zhì)無影響，具有投資少，操作成本低的特點(diǎn)。為制備清潔燃油提供了一種新穎、 高效、快速的深度脫氮方法，對節(jié)能減排和環(huán)境保護(hù)具有重要意義。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1
首先配制質(zhì)量濃度8%的磷鉬酸的水溶液10g，加入1. 5g SBA-15吸附劑，攪拌10 30 分鐘后，含有吸附劑和磷鉬酸的溶液在105°C下干燥至恒重。氮?dú)庀韧ㄟ^37% 40%的甲醛 水溶液，然后通過裝有上述干燥后的吸附劑的吸附柱，吸附0.4g甲醛后停止通氣。將負(fù)載 有磷鉬酸和甲醛的吸附劑加入30g 0#柴油，70°C下攪拌60分鐘后，燃油氮含量從273ppm 降低至4ppm，得到深度脫氮柴油。實(shí)施例2
首先配制質(zhì)量濃度3. 5%的磷鎢酸的水溶液20g，加入Ig B型硅膠吸附劑，攪拌10 30 分鐘后，含有吸附劑和磷鎢酸的溶液在105°C下干燥至恒重。氮?dú)馔ㄟ^37% 40%的甲醛水 溶液，然后氣體通過裝有上述干燥后的吸附劑的吸附柱，吸附0.3g甲醛后停止通氣。將負(fù) 載有磷鎢酸和甲醛的吸附劑加入30g 0#柴油，80°C下攪拌30分鐘后，燃油氮含量從273ppm 降低至7. 6ppm，得到深度脫氮柴油。
權(quán)利要求
一種燃油深度脫氮方法，其特征在于，過程如下(1)配制質(zhì)子酸的水溶液或者醇溶液，加入吸附劑，攪拌，干燥至恒重；(2)氮?dú)饣蛘呖諝馔ㄟ^甲醛水溶液，然后氣體通過裝有上述干燥后的吸附劑的吸附柱，吸附劑負(fù)載甲醛后停止通氣；(3)將上述脫氮吸附劑加入燃油中，攪拌反應(yīng)后，過濾除去吸附劑得到深度脫氮燃油，回收的吸附劑再生使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃油深度脫氮方法，其特征在于，步驟(1)所述質(zhì)子酸的水 溶液或者醇溶液的質(zhì)量濃度為0. 05% 35% ；攪拌時(shí)間為10 30分鐘，干燥溫度為80°C 110°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃油深度脫氮方法，其特征在于，步驟(3)所述攪拌反應(yīng)溫度 為20°C 90°C，時(shí)間為0. 5 6小時(shí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃油深度脫氮方法，其特征在于，所述的質(zhì)子酸為雜多酸、磷 酸或硫酸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃油深度脫氮方法，其特征在于，所述的雜多酸是磷鉬酸、磷 鎢酸、硅鎢酸或硅鉬酸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃油深度脫氮方法，其特征在于，所述的吸附劑為孔徑為 2-50nm的介孔吸附劑，加入的吸附劑和質(zhì)子酸的質(zhì)量比為1 0. 05 1 0. 9。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃油深度脫氮方法，其特征在于，步驟(2)所述氮?dú)饣蛘呖諝?通過37% 40%的甲醛水溶液，然后此氣體通過裝有上述干燥后的吸附劑的吸附柱來負(fù)載 甲醛，吸附劑負(fù)載甲醛的量和吸附劑的重量之比為0. 05:1 0.6:1。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的燃油深度脫氮方法，其特征在于，所述的燃油脫氮過程， 吸附劑和燃油的質(zhì)量比為1 :10 1 :90。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃油深度脫氮方法，其特征在于，所述的吸附劑的再生，是與 燃油過濾分離后的吸附劑在300°C 400°C空氣中加熱2 4小時(shí)，然后脫氮吸附劑負(fù)載甲 醛的量達(dá)到負(fù)載量后完成脫氮?jiǎng)┑脑偕?br> 全文摘要
本發(fā)明公開了一種燃油深度脫氮方法。其脫氮過程如下:首先制備脫氮吸附劑將質(zhì)子酸采用浸漬法負(fù)載到介孔吸附劑中，然后在80℃～110℃下將其加熱干燥，干燥后含質(zhì)子酸的吸附劑繼續(xù)以氮?dú)饣蛘呖諝庾鬏d氣吸附甲醛氣體，吸附到一定量甲醛氣體后完成脫氮吸附劑的制備過程。脫氮吸附劑加入到含氮化物的燃油中，在20℃～90℃條件下反應(yīng)0.5～6小時(shí)，過濾除去脫氮吸附劑后得到深度脫氮燃油，脫氮吸附劑在空氣中加熱再生后循環(huán)使用。本發(fā)明的吸附脫氮方法脫氮速度快，吸附劑材料可以反復(fù)使用，對燃油品質(zhì)無影響，具有投資少，操作成本低的特點(diǎn)。
文檔編號B01J20/30GK101972638SQ20101054122
公開日2011年2月16日 申請日期2010年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月12日
發(fā)明者王瑞聰, 王勝強(qiáng) 申請人:南開大學(xué)