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5 实验总结 24
致 谢 25
参考文献 26
1 课题背景
二十世纪90年代以来，随着工业的不断发展以及环保污染问题的日益突出，世界主要发达`工业国家越来越重视柴油车辆的尾气排放问题，因此，国际石油组织对柴油产品的质量也提出了更严格的要求，并制定出了更为严格的柴油产品标准以此来改善大气环境。新柴油规格特别对柴油中的硫含量作出了特别严格的规定。目前，英国开始执行硫含量在50ppm以内的新柴油规定，美国环保局(EPA)已规定，将柴油的硫含量从目前最大值500ppm降低到现如今的15ppm(出厂柴油硫含量)。总之，进入21世纪，汽油的超深度脱硫已成为世界范围内亟待解决的一项重要问题[1-2]。
吸附脱硫技术是近年来被广泛关注的一种非加氢脱硫技术，可在常温常压下进行，不损失燃油辛烷值，吸附剂可经过一定再生方法重复使用，以此达到节约成本的目的，因而该方法被认为是一种很理想的深度脱硫技术。在吸附脱硫技术中关键是开发高效的吸附剂，目前研究较多吸附剂为改性分子筛、氧化物、活性炭等。其中，活性炭来源广泛，成本低廉，有可调节的孔结构和表面官能团，具有应用于工业化的潜力。而且活性炭因为其表面的类石墨层结构，能与含苯环的化合物之间形成π-π色散力[3]，特别适合吸附传统加氢脱硫中难以除去的苯并噻吩类硫化物。
选择性吸附脱硫是当前研究的热点课题之一，然而选择性吸附脱硫机理至今还没有达成共识，尤其是在大量芳烃和烯烃存在下，硫化物的选择性吸附和竞争吸附机理还尚不清楚。硫化物吸附行为的研究对解决脱硫技术的关键问题具有重要的指导意义。
考虑到燃油吸附脱硫的选择性和复杂性，本文利用COMSOL Multiphysics软件，建立了三维模型，采用多孔介质稀物质传递进行了模拟，考察了多种情况下条件的改变对脱硫效果的影响，这对于实际活性炭吸附脱硫实验研究具有重大意义。
查阅相关文献我们发现在模拟燃油的静态吸附试验中，硫化物的吸附选择性顺序为5-甲基苯并噻吩>苯并噻吩>2-甲基苯并噻吩。同时我们发现噻吩的穿透曲线出现“驼峰”，这表明噻吩、苯并噻吩之间存在竞争吸附，苯并噻吩在竞争吸附中处于优势。这对接下来我们的模拟实验有着参考作用。
2 文献综述
2.1 燃油脱硫的意义
2.1.1 燃油中的硫的存在形态
燃料中的硫根据其存在形态，通常分为有机硫和无机硫两大类。有机硫是指与燃料有机结构相结合的硫；而无机硫则是以无机物形态存在的硫。另外，在有些燃和油中还有少量以单质状态存在的硫。在有些煤和油中也有少量以单质状态存在的硫。
（1）有机硫
由于燃料的有机质化学结构十分复杂，因此燃料中有机硫的组成也极为复杂，至今对燃油有机硫的认识还不够充分，但大体上测出燃油中有机硫6种结构的宫能团存在于各种燃料中。（见表1-1）表中R和R’表示烷基或芳香基[4]。
表1-1 有机硫的种类
种类 硫化物 硫醇类 硫酸类 噻吩类 硫醌类 硫蒽类
形态 CS2和COS