一种可磁分离的柴油脱氮方法技术

本发明专利技术属于石油化工技术领域，具体为一种可磁分离的柴油脱氮方法。该方法以一种以自制的磁性SiO2@NiFe2O4作为吸附剂，对柴油中的氮化物进行吸附脱除，在控制SiO2@NiFe2O4与柴油的剂油质量比、吸附温度、吸附时间和外加磁场分离时间条件下达到最佳脱氮效果。解决了吸附剂与被吸附物质的分离难题，对吸附剂上的氮化物处理后，可以有效地对其进行再生，以便再次循环使用，从而提高其使用价值。本发明专利技术没有废液和废气物产生，完全符合环境保护的要求。

A magnetic separation method for denitrification of diesel oil

The invention belongs to the field of petrochemical technology, in particular, a method for denitrification of diesel oil with magnetic separation. The method with a self-made magnetic SiO2@NiFe2O4 as adsorbent, the adsorption of diesel on the nitrogen removal, to achieve the best effect of nitrogen in the quality control of SiO2@NiFe2O4 and diesel oil solvent oil ratio, adsorption temperature, adsorption time and magnetic separation condition. The problem of separation between adsorbent and adsorbent is solved. After treatment of nitride on adsorbent, it can be regenerated effectively, so that it can be recycled again, thereby improving its use value. The invention does not produce waste liquid and waste gas, and fully meets the requirements of environmental protection.

【技术实现步骤摘要】
一种可磁分离的柴油脱氮方法
本专利技术属于石油化工
，具体为一种可磁分离的柴油脱氮方法。
技术介绍
随着汽车保有量的增大，对柴油燃料的需求量也不断在增大。目前，在中国柴油是消耗量最大的发动机燃料之一，但由于柴油中含有氮化合物，其也带来了诸多不利影响：第一，由于氮化合物会中和催化剂活性点上的酸性，使催化剂上活性中心大大减少，造成催化剂失活，降低催化剂的催化活性，会抑制含硫、含氮化合物的加氢脱除过程，当柴油中氮含量达到5％时，就会开始逐渐发挥出强烈的抑制作用。第二，氮合物在储存过程中容易形成一些胶质，降低柴油的抗氧化稳定性，使得柴油易于变质。第三，氮化物易被氧化成深色的不溶胶状聚合物，影响柴油的颜色。第四，柴油中含有部分酸性物质，酸性物质会与柴油中的碱性氮化物发生反应，容易造成柴油机喷嘴的堵塞。第五，柴油中的氮化物，在经过燃烧以后，会产生大量的氮氧化物，在大气中生成腐蚀性强烈的酸性气体，从而形成酸雨、雾和霾，而且这些氮氧化物还会导致光化学烟雾，以及臭氧层变薄等诸多环保问题，从而危害我们的生存环境。更重要是的这些氮氧化合物一旦被人体吸入后，会出现咳嗽、哮踹和其他症状，给人体带来不可逆的健康危害。所以，脱除柴油中的氮化物对提高柴油的品质以及改善大气质量具有举足轻重的作用。柴油中的氮化物，一般可分为碱性氮化物和非碱性氮化物这两类。碱性氮化物主要指吡啶族化合物，如苯胺、吡啶、喹啉及其衍生物等，而非碱性氮化物主要指五元环的吡咯族化合物，如吡咯、吲哚及其衍生物等。目前，用于脱除催化裂化柴油中氮化物的方法有两种，一种是加氢精制脱氮技术，另一种是非加氢精制脱氮技术。由于加氢精制脱氮技术的反应条件非常苛刻，并且设备的投资也比较大，所需要的工艺成本比较高。非加氢脱氮技术主要包括酸碱盐精制脱氮、溶剂萃取脱氮、吸附法脱氮、离子树脂交换法脱氮、氧化脱氮、微波法脱氮、微生物脱氮等。大多数非加氢脱氮技术虽然脱氮条件容易满足，但其脱氮效果不够理想，主要体现在所使用的试剂较多，脱氮率较低，而且柴油的回收率不高，尤其是产生的废液对环境有污染，给环境保护带来较大的压力，很难实现工业化。吸附脱氮法是一种采用比表面积比大的极性物质作为吸附剂，这类物质对油品中的氮化物和杂质原子化合物会产生很强的吸附效应，提高油品的抗氧化安定性，从而达到提高油品质量的目的，具有较大的优势，然而普通的吸附法存在着吸附剂与柴油进行有效分离的难题，吸附剂使用一次后，其吸附效率大大降低。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的是针对上述问题，提供一种可磁分离的柴油脱氮方法。该方法中，采用自制的新型磁性吸附剂SiO2@NiFe2O4，对柴油中的氮化物进行吸附脱除，在控制SiO2@NiFe2O4与柴油的剂油质量比、吸附温度、吸附时间和外加磁场分离时间条件下达到柴油最佳脱氮效果。解决了吸附剂与被吸附物质的分离难题，磁性吸附剂可以在吸附过程后，额外施加一个外加磁场对其磁性吸附剂与柴油进行有效分离，对吸附剂上的氮化物处理后，可以有效地对其进行再生，以便再次循环使用，从而提高其使用价值。本专利技术没有废液和废气物产生，完全符合环境保护的要求。本专利技术的具体技术方案如下：一种可磁分离的柴油脱氮方法，包括以下两部分内容：(一)磁性吸附剂的制备步骤：1)称取11.4～57.0g硫酸铁和16.1～80.2g七水合硫酸镍，溶于100～450g去离子水中，在超声波频率不低于30kHz，超声功率不低于300W的作用下进行超声分散20～30min，超声分散之后，向其中加入分子量为10000的PEG作为分散剂，加入18～90g柠檬酸，再向其中加入适量的氨水调节其pH至中性为止，反应5h，并用去离子水充分洗涤，将反应产物在200～600℃范围内进行煅烧，得到磁核；作为优选，在去离子水中，硫酸铁与七水合硫酸镍物质的量之比为1:2。2)将3g的磁核分散于无水乙醇中，按照磁核与SiO2的物质的量之比为1:1～1:5，以30滴/min的滴加速率滴加硅源正硅酸乙酯，控制其反应pH为9～11，并在频率为3×102MHz、微波功率为300～500W的微波射作用下进行包覆反应，分别用乙醇和去离子水对其充分洗涤，将其产物在110～150℃进行干燥，得到磁性吸附剂SiO2@NiFe2O4；(二)磁性吸附剂脱除柴油中氮化物的步骤：1)加入50g0#柴油于容器中，用恒温水浴锅对其加热，直到柴油的温度达到20～80℃；2)按照剂油质量比为1:5～1:60，加入磁性吸附剂SiO2@NiFe2O4后，打开搅拌器，让吸附剂与含氮柴油进行充分混合，吸附30～240min；3)将容器放在一个磁场强度为0.3T的外加磁场作用下进行静置分离5～25min，待剂油分离后，取上层清液进行柴油中氮化物含量分析，即完成柴油脱氮分离；4)用乙醇对分离后的磁性吸附剂进行洗涤，充分洗掉磁性吸附剂上的氮化物，再将其在110～150℃进行干燥，以便除去其上吸附的氮化物，对磁性吸附剂进行回收，以便再次使用。5)对柴油相中氮化物含量进行测定：本专利技术测定柴油中碱性氮化物含量方法采用SH/T0162-92法，具体操作如下：(1)称取2～10g柴油于锥形瓶中，加入苯和冰醋酸各10mL后，滴加2滴甲基紫指示剂，用高氯酸-冰醋酸溶液滴定，溶液由紫色变为蓝色时为滴定终点，记录消耗体积。(2)取苯和冰醋酸各10mL于锥形瓶中，滴加2滴甲基紫指示剂，用高氯酸-冰醋酸溶液滴定，做空白实验。(3)计柴油中碱性氮化物含量计算用如下公式:V1-滴定试样消耗的高氯酸-冰醋酸标准滴定溶液体积，mL；V0-空白实验消耗高氯酸-冰醋酸标准滴定溶液体积，mL；c-高氯酸-冰醋酸标准滴定液的实际浓度，mol/L；m-被测油量品的质量，g；NB-氮化物的含量，以毫克表示。其中，步骤1)中所述的反应温度为20～80℃；步骤2)中所述的剂油质量比为1:5～1:60；吸附时间为30～240min；步骤3)中静置分离的时间为5～25min。最优脱氮条件为吸附温度为60℃、剂油质量比为1:8、吸附时间为60min，外加磁场分离时间为10min。本专利技术的积极效果体现在：(一)可磁分离吸附脱氮是一种采用比表面积较大的极性物质作为吸附剂，这类物质对油品中的氮化物和杂质原子化合物会产生很强的吸附脱除作用，改善油品的抗氧化安定性，从而达到提高油品质量的目的。以SiO2@NiFe2O4作为吸附剂，具有较好的脱氮效果，控制好SiO2@NiFe2O4与柴油的剂油质量比、吸附温度、吸附时间和外加磁场分离时间，可以使柴油脱氮率得到有效提高。(二)SiO2@NiFe2O4磁性吸附剂是一种新型的吸附剂，具有广泛的应用领域和应用前景，除了吸附剂本身具有针对的吸附功能外，还解决吸附剂与被吸附物质的分离难题，磁性吸附剂可以在吸附过程后，再额外施加一个外加磁场对其磁性吸附剂进行分离，可以有效地对其进行回收利用，提高其使用价值。附图说明图1为NiFe2O4(A)和SiO2@NiFe2O4(B)粒子的FT-IR。图2为吸附温度对柴油脱氮的影响曲线图。图3为剂油质量比对柴油脱氮的影响曲线图。图4为吸附时间对柴油脱氮的影响曲线图。图5为外加磁场分离时间对柴油脱氮的影响曲线图。图6为吸附剂使用次数对柴油脱氮的影响曲线图。具体实施方式下面结合具体实施例和比较本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可磁分离的柴油脱氮方法，其特征在于包括以下步骤：1）磁性吸附剂的制备步骤：1.1）分别称取硫酸铁11.4~57.0g和七水合硫酸镍16.1~80.2 g，溶于100~450g去离子水中，超声分散之后，向其中加入分子量为10000的PEG作为分散剂，加入18~90 g柠檬酸，再向其中加入适量的氨水调节其pH至中性为止，反应5 h，并用去离子水充分洗涤，将反应产物在200~600 ℃范围内进行煅烧，得到磁核；1.2）将3 g的磁核分散于无水乙醇中，按照磁核与SiO2的物质的量之比为1:1~1:5，以30滴/分钟的滴加速率滴加硅源正硅酸乙酯，控制其反应pH为9~11，并在微波作用下进行包覆反应，分别用乙醇和去离子水对其充分洗涤，将其产物进行干燥，得到磁性吸附剂SiO2@NiFe2O4；2）磁性吸附剂脱除柴油中氮化物的步骤：2.1)加入50 g 0#柴油于容器中，用恒温水浴锅对其加热，直到柴油的温度达到20~80 ℃；2.2)按照剂油质量比为1:5~1:60，加入磁性吸附剂SiO2@NiFe2O4后，打开搅拌器，让吸附剂与含氮柴油进行充分混合，吸附30~240 min；2.3）将容器放在一个磁场强度为0.3 T外加磁场作用下进行静置分离5~25 min，待剂油分离后，取上层清液分析柴油中氮化物含量，即完成柴油脱氮分离；2.4)用乙醇对分离后的磁性吸附剂进行洗涤，充分洗掉磁性吸附剂上的氮化物，再将其进行干燥，以便除去其上吸附的氮化物，对磁性吸附剂进行回收，以便再次使用。...

【技术特征摘要】
1.一种可磁分离的柴油脱氮方法，其特征在于包括以下步骤：1）磁性吸附剂的制备步骤：1.1）分别称取硫酸铁11.4~57.0g和七水合硫酸镍16.1~80.2g，溶于100~450g去离子水中，超声分散之后，向其中加入分子量为10000的PEG作为分散剂，加入18~90g柠檬酸，再向其中加入适量的氨水调节其pH至中性为止，反应5h，并用去离子水充分洗涤，将反应产物在200~600℃范围内进行煅烧，得到磁核；1.2）将3g的磁核分散于无水乙醇中，按照磁核与SiO2的物质的量之比为1:1~1:5，以30滴/分钟的滴加速率滴加硅源正硅酸乙酯，控制其反应pH为9~11，并在微波作用下进行包覆反应，分别用乙醇和去离子水对其充分洗涤，将其产物进行干燥，得到磁性吸附剂SiO2@NiFe2O4；2）磁性吸附剂脱除柴油中氮化物的步骤：2.1)加入50g0#柴油于容器中，用恒温水浴锅对其加热，直到柴油的温度达到20~80...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡震，董知军，于海莲，
申请(专利权)人：四川理工学院，
类型：发明
国别省市：四川,51