黎景平 ，蔡新安 ，蔡景清 ，陳緒軍 ，王凱凱

（1.景德鎮(zhèn)高等專(zhuān)科學(xué)校 生物與化學(xué)工程系，江西 景德鎮(zhèn) 333000；2.景德鎮(zhèn)焦化工業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，江西 景德鎮(zhèn) 333000；3.景德鎮(zhèn)第七中學(xué)，江西 景德鎮(zhèn) 333000）

我國(guó)的焦化苯資源極為豐富，但是隨著環(huán)保要求和工藝技術(shù)水平地不斷提高，世界各國(guó)對(duì)苯中雜質(zhì)含量的限制越來(lái)越嚴(yán)格，我國(guó)于2009年10月1號(hào)實(shí)施了焦化苯國(guó)家新標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 2283-2008）[1]，其中對(duì)噻吩的含量、酸洗比色、溴價(jià)等指標(biāo)作了更加嚴(yán)格的限制，因此，對(duì)焦化苯精制工藝的研究和改進(jìn)具有廣泛的應(yīng)用前景和重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

目前，國(guó)內(nèi)大部分中小型焦化廠多采取硫酸酸洗工藝，但其精制后的總硫含量超過(guò)100×10-6，需進(jìn)一步精制才能達(dá)到焦化苯國(guó)家新標(biāo)準(zhǔn)。近年來(lái)，焦化苯精制方面也有大量研究，如萃取精餾[2]，催化加氫脫硫，催化氧化脫硫[3]等，其中催化加氫脫硫法投資較大，不適合中小型焦化廠，催化氧化脫硫則由于種種原因未能實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，萃取精餾不適合硫含量低的焦化苯精制。本文采用加入催化劑并在超聲條件下進(jìn)行二次硫酸酸洗工藝，取得較好的脫硫效果。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

國(guó)華JJ-1電動(dòng)攪拌機(jī)（常州國(guó)華電器公司）。

焦化精苯（總硫含量：130×10-6景德鎮(zhèn)焦化工業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司）；H2SO4（A.R.）；催化劑（自制）。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

在100mL三頸燒瓶中，加入100g焦化精苯及0.5g催化劑與2g H2SO4，超聲條件下攪拌反應(yīng)1h。靜置，分去酸層，水洗至中性，無(wú)水Na2SO4干燥，然后進(jìn)行蒸餾。取樣測(cè)定總硫含量。

1.3 脫硫率計(jì)算

2 結(jié)果與討論

2.1 原料配比對(duì)產(chǎn)率的影響

當(dāng)反應(yīng)體系中加入100g焦化精苯、0.5g催化劑，超聲條件下攪拌反應(yīng)1h，反應(yīng)溫度45～50℃，改變H2SO4的加入量，考察原料配比對(duì)脫硫率的影響，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 原料配比對(duì)脫硫率的影響Tab.1 Influence of raw materials ration on the desulfurization efficiency

由表1數(shù)據(jù)可知，隨著H2SO4的量增加，脫硫率增加，但增加到2%時(shí)，繼續(xù)增加硫酸的量，脫硫率增加不大，故取硫酸的加入量為2%

2.2 反應(yīng)溫度對(duì)產(chǎn)率的影響

當(dāng)反應(yīng)體系中加入100g焦化精苯、0.5g催化劑，2g H2SO4，超聲條件下攪拌反應(yīng)1h，改變反應(yīng)溫度，考察溫度對(duì)脫硫率的影響，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 反應(yīng)溫度對(duì)脫硫率的影響Tab.2 Influence of reaction temperature on desulfurization efficiency

由表2數(shù)據(jù)可知，隨著反應(yīng)溫度的升高，脫硫率增加，但增加到45～50℃時(shí)，繼續(xù)提高反應(yīng)溫度，脫硫率不再明顯增加。故取反應(yīng)溫度為45～50℃。

2.3 反應(yīng)時(shí)間對(duì)脫硫率的影響

當(dāng)反應(yīng)體系中加入100g焦化精苯、0.5g催化劑，2g H2SO4超聲條件下攪拌反應(yīng)1h，反應(yīng)溫度45～50℃，改變反應(yīng)時(shí)間，考察反應(yīng)時(shí)間對(duì)脫硫率的影響，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 反應(yīng)時(shí)間對(duì)脫硫率的影響Tab.3 Influence of reaction time on desulfurization efficiency

從表3數(shù)據(jù)可知，隨著反應(yīng)時(shí)間增加，脫硫率提高；當(dāng)反應(yīng)時(shí)間超過(guò)2h時(shí)，脫硫率變化很小，表明脫硫反應(yīng)趨于完成。故取反應(yīng)時(shí)間為1h。

2.4 催化劑的量對(duì)脫硫率的影響

當(dāng)反應(yīng)體系中加入100g焦化精苯、2g H2SO4超聲條件下攪拌反應(yīng)1h，反應(yīng)溫度45～50℃，改變催化劑的量，考察催化劑的用量對(duì)脫硫率的影響，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 催化劑用量對(duì)脫硫率的影響Tab.4 Effectof catalyst dosage on the desulfurization efficiency

從表4數(shù)據(jù)可知，隨著催化劑量的增加，脫硫率提高；當(dāng)反催化劑增加到0.5g時(shí)，再增加催化劑脫硫率變化很小，表明脫硫反應(yīng)趨于完成。故取催化劑的量為0.5g。

3 結(jié)論

（1）采用二次改進(jìn)的硫酸酸洗工藝可制備附合新國(guó)標(biāo)的焦化苯，其生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，投資少，具有較大的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。

（2）二次改進(jìn)的硫酸酸洗工藝最優(yōu)條件為：100g焦化苯，2gH2SO4，0.5g催化劑，反應(yīng)溫度45～50℃，超聲反應(yīng)1h，脫硫率可達(dá)99.12%?？偭蚝康陀?0×10-6，附合焦化苯新國(guó)標(biāo)要求。

[1] GB/T 2283-2008，焦化苯[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化出版社，2008.

[2] 羅國(guó)華，楊春育，徐新.一種由粗苯制備純苯和濃縮噻吩的方法[P].CN：1552682A2004-12-08.

[3] 周新銳.用于深度脫硫的苯并噻吩類(lèi)無(wú)水催化氧化反應(yīng)研究[D].大連：大連理工大學(xué)，2008.