一种燃油深度脱氮方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201010541223.0

申请日:

2010.11.12

公开号:

CN101972638A

公开日:

2011.02.16

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情:

未缴年费专利权终止IPC(主分类):B01J 20/30申请日:20101112授权公告日:20120704终止日期:20141112|||专利实施许可合同备案的生效IPC(主分类):B01J 20/30合同备案号:2012120000083让与人:南开大学受让人:水沐清源(天津)能源环境技术有限公司发明名称:一种燃油深度脱氮方法申请日:20101112申请公布日:20110216授权公告日:20120704许可种类:独占许可备案日期:20121210|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):B01J 20/30申请日:20101112|||公开

IPC分类号:

B01J20/30; C10G25/00

主分类号:

B01J20/30

申请人:

南开大学

发明人:

王胜强; 王瑞聪

地址:

300071 天津市南开区卫津路94号

优先权:

专利代理机构:

天津佳盟知识产权代理有限公司 12002

代理人:

颜济奎

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内容摘要

本发明公开了一种燃油深度脱氮方法。其脱氮过程如下:首先制备脱氮吸附剂:将质子酸采用浸渍法负载到介孔吸附剂中,然后在80℃~110℃下将其加热干燥,干燥后含质子酸的吸附剂继续以氮气或者空气作载气吸附甲醛气体,吸附到一定量甲醛气体后完成脱氮吸附剂的制备过程。脱氮吸附剂加入到含氮化物的燃油中,在20℃~90℃条件下反应0.5~6小时,过滤除去脱氮吸附剂后得到深度脱氮燃油,脱氮吸附剂在空气中加热再生后循环使用。本发明的吸附脱氮方法脱氮速度快,吸附剂材料可以反复使用,对燃油品质无影响,具有投资少,操作成本低的特点。

权利要求书

1: 一种燃油深度脱氮方法, 其特征在于, 过程如下 : (1) 配制质子酸的水溶液或者醇溶液, 加入吸附剂, 搅拌, 干燥至恒重 ; (2) 氮气或者空气通过甲醛水溶液, 然后气体通过装有上述干燥后的吸附剂的吸附柱, 吸附剂负载甲醛后停止通气 ; (3) 将上述脱氮吸附剂加入燃油中, 搅拌反应后, 过滤除去吸附剂得到深度脱氮燃油, 回收的吸附剂再生使用。
2: 根据权利要求 1 所述的燃油深度脱氮方法, 其特征在于, 步骤 (1) 所述质子酸的水 溶液或者醇溶液的质量浓度为 0.05% ~ 35% ; 搅拌时间为 10 ~ 30 分钟, 干燥温度为 80℃~ 110℃。
3: 根据权利要求 1 所述的燃油深度脱氮方法, 其特征在于, 步骤 (3) 所述搅拌反应温度 为 20℃~ 90℃, 时间为 0.5 ~ 6 小时。
4: 根据权利要求 1 所述的燃油深度脱氮方法, 其特征在于, 所述的质子酸为杂多酸、 磷 酸或硫酸。
5: 根据权利要求 4 所述的燃油深度脱氮方法, 其特征在于, 所述的杂多酸是磷钼酸、 磷 钨酸、 硅钨酸或硅钼酸。
6: 根据权利要求 1 所述的燃油深度脱氮方法, 其特征在于, 所述的吸附剂为孔径为 2-50nm 的介孔吸附剂, 加入的吸附剂和质子酸的质量比为 1:0.05 ~ 1:0.9。
7: 根据权利要求 1 所述的燃油深度脱氮方法, 其特征在于, 步骤 (2) 所述氮气或者空气 通过 37% ~ 40% 的甲醛水溶液, 然后此气体通过装有上述干燥后的吸附剂的吸附柱来负载 甲醛, 吸附剂负载甲醛的量和吸附剂的重量之比为 0.05:1 ~ 0.6:1。
8: 根据权利要求 1 或 4 所述的燃油深度脱氮方法, 其特征在于, 所述的燃油脱氮过程, 吸附剂和燃油的质量比为 1 : 10 ~ 1 : 90。
9: 根据权利要求 1 所述的燃油深度脱氮方法, 其特征在于, 所述的吸附剂的再生, 是与 燃油过滤分离后的吸附剂在 300℃~ 400℃空气中加热 2 ~ 4 小时, 然后脱氮吸附剂负载甲 醛的量达到负载量后完成脱氮剂的再生。

说明书


一种燃油深度脱氮方法

    技术领域 : 本发明涉及燃油脱氮领域, 具体地说涉及燃油的非加氢脱氮方法。
     技术背景 : 根据 2010 年 2 月 6 日第一次全国污染源普查公报的数据, 2007 年度全国机动车尾气 排放的氮氧化物总量为 549.65 万吨, 机动车尾气排放占总排放量的 30%, 机动车尾气排放 已成为城市大气污染的主要来源之一。 燃油中的氮化物主要包括碱性氮化物和非碱性氮化 物。碱性氮化物主要包括吡啶、 喹啉及其衍生物 ; 非碱性氮化合物主要包括吡咯、 吲哚、 咔 唑及其衍生物。随着石油馏分沸点的增加, 氮化物含量迅速增加。燃油中的氮化物不但易 使加氢催化剂中毒, 而且氮化物的加氢反应活性低, 加氢过程需要消耗大量的氢气。 燃油中 氮化物的存在还和燃油中的噻吩类硫化物产生竞争性吸附, 抑制加氢脱硫的深度, 对燃油 的加氢脱硫深度有很大影响。此外氮化物的存在还影响燃油的安定性, 并影响到加氢后燃 油的收率。氮化物分子量越大, 结构越复杂, 加氢脱氮的反应速度越慢。氮化物在加氢过程 中, 可能生成比原氮化物分子量更大, 结构与原氮化物很不相同的氮化物, 而这类大分子的 氮化物更不容易进行加氢脱氮反应。在加氢脱氮过程中随着脱氮率的提高, 加氢脱氮的速 度常数随燃油含氮量的减少而减小。因此, 采用加氢的方法得到深度脱氮燃油非常困难。
     深度加氢脱氮需要高温高压, 设备投资和运行费用高, 氢耗大, 脱氮率低。我国石 油工业氢源相对匮乏, 使加氢工艺的应用受到一定限制。 吸附剂法脱氮在常温常压下操作, 不消耗氢气, 脱氮后的副产物也被吸附于吸附剂的孔内, 对燃油的品质几乎没有影响。
     发明内容 : 本发明的目的是提供一种燃油深度脱氮方法, 特别是车用燃油的深度非加氢脱氮方 法。本发明为制备清洁燃油提供了一种新颖、 高效、 快速的深度脱氮方法, 对节能减排和环 境保护具有重要意义。
     本发明所述的燃油深度脱氮方法如下 : 燃油深度脱氮方法, 过程如下 : (1) 配制质子酸的水溶液或者醇溶液, 加入吸附剂, 搅拌, 干燥至恒重。
     (2) 氮气或者空气通过甲醛水溶液, 然后气体通过装有上述干燥后的吸 附剂的吸附柱, 吸附剂负载甲醛后停止通气。
     (3) 将上述脱氮吸附剂加入燃油中, 搅拌反应后, 过滤除去吸附剂得到深 度脱氮燃油, 回收的吸附剂再生使用。
     步骤 (1) 所述质子酸的水溶液或者醇溶液的质量浓度为 0.05% ~ 35% ; 搅拌时间为 10 ~ 30 分钟, 干燥温度为 80℃~ 110℃。
     步骤 (3) 所述搅拌反应温度为 20℃~ 90℃, 时间为 0.5 ~ 6 小时。
     所述的质子酸为杂多酸、 磷酸或硫酸。
     所述的杂多酸是磷钼酸、 磷钨酸、 硅钨酸或硅钼酸。
     所述的吸附剂为孔径为 2-50nm 的介孔吸附剂, 加入的吸附剂和质子酸的质量比 为 1:0.05 ~ 1:0.9。
     步骤 (2) 所述氮气或者空气通过 37% ~ 40% 的甲醛水溶液, 然后此气体通过装有 上述干燥后的吸附剂的吸附柱来负载甲醛, 吸附剂负载甲醛的量和吸附剂的重量之比为 0.05:1 ~ 0.6:1。
     所述的燃油脱氮过程, 吸附剂和燃油的质量比为 1 : 10 ~ 1 : 90。
     所述的吸附剂的再生, 是与燃油过滤分离后的吸附剂在 300℃~ 400℃空气中加 热 2 ~ 4 小时, 然后脱氮吸附剂负载甲醛的量达到负载量后完成脱氮剂的再生。吸附剂负 载的质子酸, 其特征是为其含有可解离的质子, 包括杂多酸、 磷酸、 硫酸。
     本发明的优点 : 本发明的非加氢吸附脱氮过程不消耗氢气, 脱氮反应速度快, 吸附剂材料可以反复使 用, 对燃油品质无影响, 具有投资少, 操作成本低的特点。 为制备清洁燃油提供了一种新颖、 高效、 快速的深度脱氮方法, 对节能减排和环境保护具有重要意义。
     具体实施方式 : 实施例 1 首先配制质量浓度 8% 的磷钼酸的水溶液 10g, 加入 1.5g SBA-15 吸附剂, 搅拌 10 ~ 30 分钟后, 含有吸附剂和磷钼酸的溶液在 105℃下干燥至恒重。 氮气先通过 37% ~ 40% 的甲醛 水溶液, 然后通过装有上述干燥后的吸附剂的吸附柱, 吸附 0.4g 甲醛后停止通气。将负载 有磷钼酸和甲醛的吸附剂加入 30g 0# 柴油, 70℃下搅拌 60 分钟后, 燃油氮含量从 273ppm 降低至 4ppm, 得到深度脱氮柴油。 实施例 2 首先配制质量浓度 3.5% 的磷钨酸的水溶液 20g, 加入 1g B 型硅胶吸附剂, 搅拌 10 ~ 30 分钟后, 含有吸附剂和磷钨酸的溶液在 105℃下干燥至恒重。 氮气通过 37% ~ 40% 的甲醛水 溶液, 然后气体通过装有上述干燥后的吸附剂的吸附柱, 吸附 0.3g 甲醛后停止通气。将负 载有磷钨酸和甲醛的吸附剂加入 30g 0# 柴油, 80℃下搅拌 30 分钟后, 燃油氮含量从 273ppm 降低至 7.6ppm, 得到深度脱氮柴油。
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资源描述

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1、10申请公布号CN101972638A43申请公布日20110216CN101972638ACN101972638A21申请号201010541223022申请日20101112B01J20/30200601C10G25/0020060171申请人南开大学地址300071天津市南开区卫津路94号72发明人王胜强王瑞聪74专利代理机构天津佳盟知识产权代理有限公司12002代理人颜济奎54发明名称一种燃油深度脱氮方法57摘要本发明公开了一种燃油深度脱氮方法。其脱氮过程如下首先制备脱氮吸附剂将质子酸采用浸渍法负载到介孔吸附剂中,然后在80110下将其加热干燥,干燥后含质子酸的吸附剂继续以氮气或者空气。

2、作载气吸附甲醛气体,吸附到一定量甲醛气体后完成脱氮吸附剂的制备过程。脱氮吸附剂加入到含氮化物的燃油中,在2090条件下反应056小时,过滤除去脱氮吸附剂后得到深度脱氮燃油,脱氮吸附剂在空气中加热再生后循环使用。本发明的吸附脱氮方法脱氮速度快,吸附剂材料可以反复使用,对燃油品质无影响,具有投资少,操作成本低的特点。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书2页CN101972639A1/1页21一种燃油深度脱氮方法,其特征在于,过程如下(1)配制质子酸的水溶液或者醇溶液,加入吸附剂,搅拌,干燥至恒重;(2)氮气或者空气通过甲醛水溶液,然后气体通过装有上述干。

3、燥后的吸附剂的吸附柱,吸附剂负载甲醛后停止通气;(3)将上述脱氮吸附剂加入燃油中,搅拌反应后,过滤除去吸附剂得到深度脱氮燃油,回收的吸附剂再生使用。2根据权利要求1所述的燃油深度脱氮方法,其特征在于,步骤(1)所述质子酸的水溶液或者醇溶液的质量浓度为00535;搅拌时间为1030分钟,干燥温度为80110。3根据权利要求1所述的燃油深度脱氮方法,其特征在于,步骤(3)所述搅拌反应温度为2090,时间为056小时。4根据权利要求1所述的燃油深度脱氮方法,其特征在于,所述的质子酸为杂多酸、磷酸或硫酸。5根据权利要求4所述的燃油深度脱氮方法,其特征在于,所述的杂多酸是磷钼酸、磷钨酸、硅钨酸或硅钼酸。。

4、6根据权利要求1所述的燃油深度脱氮方法,其特征在于,所述的吸附剂为孔径为250NM的介孔吸附剂,加入的吸附剂和质子酸的质量比为1005109。7根据权利要求1所述的燃油深度脱氮方法,其特征在于,步骤(2)所述氮气或者空气通过3740的甲醛水溶液,然后此气体通过装有上述干燥后的吸附剂的吸附柱来负载甲醛,吸附剂负载甲醛的量和吸附剂的重量之比为0051061。8根据权利要求1或4所述的燃油深度脱氮方法,其特征在于,所述的燃油脱氮过程,吸附剂和燃油的质量比为110190。9根据权利要求1所述的燃油深度脱氮方法,其特征在于,所述的吸附剂的再生,是与燃油过滤分离后的吸附剂在300400空气中加热24小时,。

5、然后脱氮吸附剂负载甲醛的量达到负载量后完成脱氮剂的再生。权利要求书CN101972638ACN101972639A1/2页3一种燃油深度脱氮方法0001技术领域本发明涉及燃油脱氮领域,具体地说涉及燃油的非加氢脱氮方法。0002技术背景根据2010年2月6日第一次全国污染源普查公报的数据,2007年度全国机动车尾气排放的氮氧化物总量为54965万吨,机动车尾气排放占总排放量的30,机动车尾气排放已成为城市大气污染的主要来源之一。燃油中的氮化物主要包括碱性氮化物和非碱性氮化物。碱性氮化物主要包括吡啶、喹啉及其衍生物;非碱性氮化合物主要包括吡咯、吲哚、咔唑及其衍生物。随着石油馏分沸点的增加,氮化物含。

6、量迅速增加。燃油中的氮化物不但易使加氢催化剂中毒,而且氮化物的加氢反应活性低,加氢过程需要消耗大量的氢气。燃油中氮化物的存在还和燃油中的噻吩类硫化物产生竞争性吸附,抑制加氢脱硫的深度,对燃油的加氢脱硫深度有很大影响。此外氮化物的存在还影响燃油的安定性,并影响到加氢后燃油的收率。氮化物分子量越大,结构越复杂,加氢脱氮的反应速度越慢。氮化物在加氢过程中,可能生成比原氮化物分子量更大,结构与原氮化物很不相同的氮化物,而这类大分子的氮化物更不容易进行加氢脱氮反应。在加氢脱氮过程中随着脱氮率的提高,加氢脱氮的速度常数随燃油含氮量的减少而减小。因此,采用加氢的方法得到深度脱氮燃油非常困难。0003深度加氢。

7、脱氮需要高温高压,设备投资和运行费用高,氢耗大,脱氮率低。我国石油工业氢源相对匮乏,使加氢工艺的应用受到一定限制。吸附剂法脱氮在常温常压下操作,不消耗氢气,脱氮后的副产物也被吸附于吸附剂的孔内,对燃油的品质几乎没有影响。0004发明内容本发明的目的是提供一种燃油深度脱氮方法,特别是车用燃油的深度非加氢脱氮方法。本发明为制备清洁燃油提供了一种新颖、高效、快速的深度脱氮方法,对节能减排和环境保护具有重要意义。0005本发明所述的燃油深度脱氮方法如下燃油深度脱氮方法,过程如下(1)配制质子酸的水溶液或者醇溶液,加入吸附剂,搅拌,干燥至恒重。0006(2)氮气或者空气通过甲醛水溶液,然后气体通过装有上。

8、述干燥后的吸附剂的吸附柱,吸附剂负载甲醛后停止通气。0007(3)将上述脱氮吸附剂加入燃油中,搅拌反应后,过滤除去吸附剂得到深度脱氮燃油,回收的吸附剂再生使用。0008步骤(1)所述质子酸的水溶液或者醇溶液的质量浓度为00535;搅拌时间为1030分钟,干燥温度为80110。0009步骤(3)所述搅拌反应温度为2090,时间为056小时。0010所述的质子酸为杂多酸、磷酸或硫酸。0011所述的杂多酸是磷钼酸、磷钨酸、硅钨酸或硅钼酸。0012所述的吸附剂为孔径为250NM的介孔吸附剂,加入的吸附剂和质子酸的质量比为1005109。说明书CN101972638ACN101972639A2/2页40。

9、013步骤(2)所述氮气或者空气通过3740的甲醛水溶液,然后此气体通过装有上述干燥后的吸附剂的吸附柱来负载甲醛,吸附剂负载甲醛的量和吸附剂的重量之比为0051061。0014所述的燃油脱氮过程,吸附剂和燃油的质量比为110190。0015所述的吸附剂的再生,是与燃油过滤分离后的吸附剂在300400空气中加热24小时,然后脱氮吸附剂负载甲醛的量达到负载量后完成脱氮剂的再生。吸附剂负载的质子酸,其特征是为其含有可解离的质子,包括杂多酸、磷酸、硫酸。0016本发明的优点本发明的非加氢吸附脱氮过程不消耗氢气,脱氮反应速度快,吸附剂材料可以反复使用,对燃油品质无影响,具有投资少,操作成本低的特点。为制。

10、备清洁燃油提供了一种新颖、高效、快速的深度脱氮方法,对节能减排和环境保护具有重要意义。0017具体实施方式实施例1首先配制质量浓度8的磷钼酸的水溶液10G,加入15GSBA15吸附剂,搅拌1030分钟后,含有吸附剂和磷钼酸的溶液在105下干燥至恒重。氮气先通过3740的甲醛水溶液,然后通过装有上述干燥后的吸附剂的吸附柱,吸附04G甲醛后停止通气。将负载有磷钼酸和甲醛的吸附剂加入30G0柴油,70下搅拌60分钟后,燃油氮含量从273PPM降低至4PPM,得到深度脱氮柴油。0018实施例2首先配制质量浓度35的磷钨酸的水溶液20G,加入1GB型硅胶吸附剂,搅拌1030分钟后,含有吸附剂和磷钨酸的溶液在105下干燥至恒重。氮气通过3740的甲醛水溶液,然后气体通过装有上述干燥后的吸附剂的吸附柱,吸附03G甲醛后停止通气。将负载有磷钨酸和甲醛的吸附剂加入30G0柴油,80下搅拌30分钟后,燃油氮含量从273PPM降低至76PPM,得到深度脱氮柴油。说明书CN101972638A。

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