Y型分子筛酸性对其吸附脱硫性能影响的研究

燃料油的深度脱硫一直是国内外研究的热点。传统加氢脱硫技术应用于汽油馏分的关键是如何实现最大限度的脱硫而不使汽油辛烷值降低．吸附脱硫技术因操作简单且无辛烷值损失而有望成为最有前途的深度脱硫技术之一。目前，对金属离子改性的Y型分子筛吸附脱硫的研究已取得很多基础性的研究成果，但是在金属离子交换的同时，往往在分子筛内引入不同种类的酸性中心，吸附剂酸性对吸附脱硫的影响一直被忽略或关注较少。本论文以液相离子交换法制备Ce（IV）Y、AgY，以原位红外光谱法探索吸附剂的酸性对噻吩、环己烯和甲苯3种吸附质的吸附模式的影响，并对这两种吸附剂在不同体系中的吸附脱硫性能做了系统考察，揭示酸性对吸附剂脱硫性能的影响方式。本文研究表明：NaY吸附剂表面无酸性，Ce（Ⅳ）Y和AgY表面既有B酸中心，又有L酸中心，但前者以中等强度以上的B酸中心为主，后者酸强度分布广泛的L酸中心为主。噻吩、甲苯和环己烯3种吸附质在Ce（IV）Y和AgY上的吸附模式存在着差别。Ce（IV）Y吸附剂的强B酸中心均引起噻吩和环己烯吸附方式的变化，生成相应的质子化产物，对甲苯的吸附方式无影响。Ce（IV）Y吸附剂对噻吩具有更好的吸附选择性，主要是因为S—Ce＋＋直接作用起着主要脱硫作用；甲苯对噻吩吸附的影响主要是竞争吸附位；烯烃与噻吩共存时，会在Ce（IV）Y表面的B酸位引发烷基化反应或者烯烃分子自身聚合，从而导致其脱硫率显著下降。Ce（IV）Y对3种不同组成模型油的吸附等温线表明，环己烯和甲苯的存在显著降低了吸附剂的吸附硫容。很明显Ce（IV）Y表面的酸性使其吸附脱硫性能降低。而对AgY吸附剂来说，酸中心的存在未发现对噻吩、环己烯和甲苯的吸附产生影响，3种吸附质均发生兀络合作用。当模型油中含有少量竞争物时，AgY对噻吩仍具有较好的吸附选择性，主要是因为噻吩分子与Ag＋＋之间的“络合作用；大量竞争物存在，因相同的吸附方式而使得竞争物与噻吩之间形成强烈的竞争吸附，导致脱硫效果显著下降。AgY表面的B酸并未引发烷基化反应或是烯烃的聚合，这说明AgY吸附剂表面的酸性并未对其吸附脱硫造成影响。