由于燃料油燃烧后生成的SOx造成的环境污染问题越来越严重,世界各国对油品中的硫含量实行越来越严格的立法限制。传统的加氢脱硫工艺虽然可以脱除油品中的大部分含硫化合物,但无法实现深度脱硫的要求。因此,世界各国的研究者纷纷致力于开发新型脱硫工艺。氧化脱硫技术作为新型脱硫工艺,以其温和的操作条件、高效的脱硫效率、较低的操作成本成为研究热点。本论文采用等体积浸渍法制备了WO3/SiO2、WO3/Al2O3和WO3/MCM-41负载型催化剂,通过X-射线衍射仪(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis)、低温氮气吸附法、电感耦合等离子体(ICP)和拉曼光谱技术对催化剂进行表征分析。在温和条件下(50℃,常压),以过氧化羟基异丙苯(CHP)为氧化剂,二苯并噻吩(DBT)的甲苯溶液作为模拟油品,采用固定床反应器考察WO3/SiO2、WO3/Al2O3和WO3/MCM-41负载型催化剂的氧化脱硫活性。实验结果表明,W03是一种很好的氧化脱硫活性组分,W03/SiO2负载型催化剂在W03负载量为20wt.%时,DBT的转化率约为60%。而WO3/Al2O3负载型催化剂在W03负载量为20wt.%时,DBT的转化率约为38%,但催化剂稳定性很好,反应6h后,催化剂活性几乎不变。WO3/MCM-41负载型催化剂在W03负载量为20wt.%时,DBT的转化率约为54%,但反应6h后催化剂活性有明显降低。对负载量为20wt.%的WO3/SiO2催化剂进行了长时间考察,反应前10h,DBT的转化率约为60%,随着反应时间继续增加,活性下降,反应90h后,DBT的转化率降为20%。WO3/SiO2和WO3/Al2O3催化剂的XRD、UV-vis和紫外拉曼表征结果显示,氧化钨组分与载体γ-Al2O3具有很强的结合力,钨组分以四面体结构高度分散于载体上；而当氧化物浸渍于载体Si02上时,钨组分以W03的八面体结构存在。且WO3/SiO2系列催化剂的氧化活性均高于相应的WO3/Al2O3催化剂,这说明八面体WO3结构的氧化活性高于四面体结构的钨组分。ICP结果显示反应前后催化剂中WO3负载量变化很小,表明活性组分钨流失很少,催化剂失活可能是氧化产物沉积于催化剂表面等原因造成。此外,本论文还采用1-丙基三乙氧基硅基-3-甲基咪唑氯离子液体为原料,通过嫁接的方法对载体Si02进行表面改性,通过浸渍法将磷钨酸固载于未改性和改性后的Si02上制备出PW/SiO2和PW/ILSiO2负载型催化剂,使用间歇釜反应器考察了其DBT氧化活性,采用30wt.%的过氧化氢为氧化剂。反应结果表明：PW的最佳负载量为30wt.%,相同反应条件下,PW/ILSiO2催化剂的反应活性高于相应的PW/SiO2催化剂。对于PW负载量为30wt.%的PW/ILSiO2催化剂,在反应温度50℃和O/S摩尔比为3.0的条件下,反应40min就可以完全氧化模拟油品中0.2wt.%的DBT。相比于PW/SiO2催化剂,PW/ILSiO2催化剂具有良好再生性能,可以重复使用至少7次而反应活性没有下降。
