-
19致谢 20
- 上一篇：甘氨酸-半胱氨酸二肽的液相合成
- 下一篇：基于学科观念的化学课堂教学改革研究
1 前言
随着石油天然气勘探开发的不断深入，含硫化氢腐蚀介质的油气田相继发现，对硫化氢的研究引起了人们高度的重视。H2S是一种有毒的、有臭鸡蛋气的气体，主要产生于石油炼制、天然气脱硫、石油化工、炼焦和煤气化等过程。随着硫化氢气体的消耗和排放日益增多，在造成严重环境污染的同时也引起管道和设备的腐蚀，催化剂中毒等严重后果。
二氧化硫是当今世界上的主要大气污染物之一，它会造成酸雨，环境污染，对人类健康也造成严重影响。我国是以煤炭为主要能源的国家，全国90%的二氧化硫都是来自煤炭的燃烧。如何控制SO2排放量已经成为广大科研工作者面临的一大问题[1]。
目前，脱除硫化氢和二氧化硫等气体的研究较多，但现有脱除和运行费用较高，效果也不是太理想，占地面积也较大。如何提高脱硫剂的吸附容量对脱硫方法至关重要，而分子筛由于比表面积大和孔径均匀的独特优点被广泛用作吸附剂。为此，本文选择沸石分子筛MFI来模拟对这两种气体的吸附行为。
1.1二氧化硫与硫化氢的吸附分离技术与吸附剂研究概况
1.1.1 二氧化硫与硫化氢的吸附分离技术
随着科技的进步，硫化氢和二氧化硫的分离取得飞速的进展。脱硫方法主要可分为干法和湿法[2]，干法脱硫是以固定氧化剂、吸收剂或吸附剂吸附硫化氢。干法脱硫中最常用的是氧化铁法，但其脱硫成本高，脱硫条件苛刻，脱硫剂再生困难，用后的吸附剂一般都没利用价值，有的还会造成二次污染，而且更换脱硫剂的操作还不能连续。
气体吸附分离技术是近年发展较快的一项新技术，该技术具备投资小、能耗低、可操作性强和分离纯度高等优点。根据吸附剂再生方式，吸附法又分为变压吸附和变温吸附法两类。变压吸附技术在工业上得到广泛认可，很多设备已经大规模投入生产，效果也不错，而对于二氧化硫和硫化氢吸附分离技术[3]的核心是选择合适的吸附剂。
1.1.2二氧化硫与硫化氢的吸附剂研究概况
目前常用的吸附剂很多，包括沸石、活性炭、改性活性炭、金属有机框架化合物和共价有机框架化合物等。
（1）分子筛类脱硫吸附剂
分子筛具有很大的表面积而且有高度集中的极电荷，这些集中的极电荷能高效的吸附可以极化的硫化物，并且分子筛可以用热蒸汽再生。分子筛很早就被用于脱除硫化物，二十世纪六十年代人们开始利用分子筛选择性脱除烃中的硫醇等有机硫。大量研究表明，不同类型的分子筛可以吸附和脱除不同类型的硫化物，同一类型的分子筛因处理方式不同，脱硫效果也不同[4]，所以我们必须要选择合适的分子筛，一方面包括分子的尺寸和几何构型的选择性，另一方面是吸附剂和要脱除的硫化物应具备较强的分子亲和力。
（2）活性炭类脱硫吸附剂
活性炭类脱硫吸附剂具有较大的表面积、良好的孔结构、丰富的表面基团和较强的脱硫吸附性能，并且资源丰富廉价，所以活性炭较早的被用于原料气吸附脱硫的材料。二十世纪九十年代，随着活性炭改性技术的发展，不仅能脱除原料气中的硫化氢和二氧化硫，而且能对硫醇、硫醚和噻吩也有一定的脱除能力。尽管活性炭经过改性对有机硫和无机硫已经具备了较好的吸附脱除能力，但对复杂的硫化物脱除能力仍有限，无法满足工业化的要求，人们对活性炭表面基团和各类活性炭活性的认识还不够。
（3）金属及其氧化物类脱硫吸附剂