氮化碳輔助超聲氧化脫除模擬油硫化物

曹水 賈秀峰 曹祖賓 等

摘 要：通過高溫煅燒三聚氰胺的方法制備氮化碳。以氮化碳，甲酸為催化劑、過氧化氫為氧化劑、DMF為萃取劑超聲氧化萃取脫除模擬油中的二苯并噻吩（DBT）。考察了反應溫度、反應時間、氧化劑加入量、催化劑加入等因素對脫硫率的影響。結果表明，當模擬油：雙氧水：甲酸的體積比為100∶3∶6、氮化碳為0.03 g、反應溫度為50 ℃、反應時間為20 min、萃取劑DMF劑油比為0.25∶1時，二苯并噻吩的脫除率可以達到82.2%。催化劑重復使用3次后，脫硫率仍然保持在75%。

關 鍵 詞：超聲氧化；脫硫；氮化碳；過氧化氫；空化作用

中圖分類號：TE 624 文獻標識碼： A 文章編號： 1671-0460（2015）10-2313-04

Ultrasound-assisted Oxidative Desulfurization of Simulated Oil Using g-C3N4

CAO Shui1，JIA Xiu-feng2，CAO Zhu-bin1，ZHAO Rong-xiang1

（1. Liaoning Shihua University， Liaoning Fushun 113001， China；

2. Dongsheng District Coal Mine Safety Supervision and Management Station， Neimenggu Eerduosi 017000， China）

Abstract： g-C3N4 was prepared by high temperature calcination of melamine. Through oxidative desulfurization （ODS）， dibenzothiophene （DBT） in simulated oil was removed by using g- C3N4，formic acid as catalysts， hydrogen peroxide as the oxidant， DMF liquid as extractant， under ultrasound irradiation. The influence of reaction temperature and time， ultrasound power， amount of hydrogen peroxide on the desulfurization efficiency was investigated. The results indicate that， under the optimal reaction conditions of V（model oil）：V（H2O2）：V（formic acid） = 100：3：6， g-C3N4 0.03 g，reaction temperature 50 ℃ and time 20 min， the desulfurization efficiency for DBT can reach to 82.2%. Moreover， the catalysts can be used for 3 times without a significant decrease of the desulfurization activity.

Keywords： Ultrasound-assisted oxidative；Desulfurization；g-C3N4；Hydrogen peroxide；Cavitation

燃料油中的含硫化合物在燃燒后形成SOx，不僅排放到大氣中形成酸雨污染環境，而且會使汽車尾氣處理系統催化劑中毒[1]，從而加大NOx和顆粒物等污染物的排放量。目前加氫脫硫[2]（HDS）因工藝條件成熟，能有效脫除燃料油中的硫醇，硫醚等簡單的有機硫化物，被廣泛應用于各大小煉廠中，但HDS成本高反應條件苛刻，并且較難脫除噻吩類及其衍生物等穩定性好的硫化物。而深度HDS會引起烯烴和芳香烴的過度氫化，降低油品質量。因此，尋找可替代或與HDS聯用的脫硫方法是實現燃料油深度脫硫的關鍵。

非加氫脫硫技術近年來得到了科研工作者的廣泛的研究，尤其是氧化脫硫（ODS）因成本低，反應條件溫和，還能有效脫除HDS中難以脫除的噻吩類及其衍生物得到了更加廣泛的關注。在氧化過程中引入超聲波輻射輔助氧化反應[3]，是利用超聲波作用于水體產生空化現象的原理，促進水相與油相的接觸使水油兩相充分混合，從而縮短氧化時間，增強氧化效果。……