一种抗坏血酸催化H2O2氧化脱除燃料油中含N化合物的方法

技术领域

本发明属于燃油脱氮技术领域，具体地说，涉及一种抗坏血酸催化H

背景技术

当今社会，石油仍然是主要的燃料油之一。据相关部门统计，欧盟在2019年的能源供应总量为158万吨油当量，而石油和石油产品的贡献最大（32.8%）。但因为石油燃料油中存在各种含N化合物，而这些含N化合物因为其化学性质，在炼油过程中会腐蚀和堵塞管道，并且在燃烧过程中会生成NOx，从而对空气造成一定的污染。

为了解决相关问题，对燃料油中的含N化合物进行去除是非常重要，而在处理燃料油中含N化合物的方法中以加氢处理（HDN）、加氢裂化和加氢为主要方法，但是用HDN来处理燃料油中的含N化合物还是存在一些问题，因为此过程要加氢和高温高压，所以导致代价昂贵、存在一定风险和去N率相对较低，因此需要研究HDN工艺的替代品。基于上述存在的问题，为了降低成本和提高效率，人们研究了用氧化处理（ODN）和光催化氧化处理（PODN）来代替原来的HDN来去除燃料油中的含N化合物，因为相比于HDN，氧化处理和光催化处理条件温和并且去N效率相对变高，所以成为现阶段研究的主要方向。而这些处理方式多为以金属氧化物和半导体材料结合H

因此，有必要探究一种降解效率高、反应条件温和、成本低、稳定性好的脱除燃料油中含N化合物的方法。

发明内容

为克服背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种抗坏血酸催化H

为实现上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的：

一种抗坏血酸催化H

1）向有含N化合物的燃料油中加入抗坏血酸，再加入H

2）进行磁力搅拌，对含N化合物进行降解。

进一步地，步骤1）中，含N化合物为喹啉、吖啶、吲哚、吡啶、7,8-苯并喹啉、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的一种或多种。

进一步地，步骤1）中，含N化合物与抗坏血酸、H

进一步地，步骤1）中，所述的抗坏血酸为抗坏血酸、脱氢抗坏血酸、脱氧抗坏血酸中的一种。

进一步地，步骤2）中，搅拌时的温度控制在0-50℃。

进一步地，步骤2）中，反应时间为5-60 min。

本发明的有益效果：本发明首次采用抗坏血酸催化双氧水氧化脱除燃料油中含N化合物，该方法反应条件温和、工艺简便，成本低，有良好的选择性，同时其稳定性较好，可以有效提升对含N化合物的降解。

附图说明

图1为抗坏血酸的XRD图；

图2为抗坏血酸反应前后的FT-IR图；

图3为含N化合物最终的产物离子色谱图；

图4为不同抗坏血酸量对降解的影响图；

图5为不同H

图6为以喹啉为标准的不同初始浓度对降解的影响图；

图7为不同含N化合物对降解的影响的图；

图8为多种N化合物混合降解图；

图9为N、S混合物选择性研究图；

图10为降解含N化合物的循环性能图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。

实施例1

向有含N化合物的燃料油中加入抗坏血酸，含N化合物为吖啶、吲哚、吡啶、7,8-苯并喹啉 、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮，再加入H

实施例2

向有含N化合物的燃料油中加入抗坏血酸，含N化合物为喹啉，再加入H

实施例3

向有含N化合物的燃料油中加入抗坏血酸，含N化合物为喹啉、吡啶、吲哚、N,N二甲基甲酰胺、7,8-苯并喹啉，再加入H

试验一：不同抗坏血酸量对降解的影响

喹啉模拟油制备：以正辛烷为溶剂，以喹啉为溶质，充分混合均匀，配置成固定浓度。

2、称取0、0.05、0.2、0.35、0.5、0.65g的抗坏血酸，然后将其分别放在玻璃试管中，再分别加入喹啉模拟油溶液20mL，之后再分别加入40uL的H

结果如图4所示，当没有抗坏血酸时，喹啉几乎没有降解，而当有抗坏血酸参加反应并随着抗坏血酸量的增加，喹啉的降解率反而随抗坏血酸量的增加而减少，最优降解率可达99%左右。同时从图3所示，与标准的NO

试验二：不同H

1、喹啉模拟油制备：以正辛烷为溶剂，以喹啉为溶质，充分混合均匀，配置成固定浓度。

2、称取0.2g的抗坏血酸，然后将其放在玻璃试管中，再分别加入喹啉模拟油溶液20mL，之后再分别加入0、20、40、60、80uL的H

结果如图5所示，当不添加H

试验三：以喹啉为标准的不同初始浓度对降解的影响

1、喹啉模拟油制备：以正辛烷为溶剂，以喹啉为溶质，充分混合均匀，配置成固定浓度。

2、称取0.2g的抗坏血酸，然后将其放在玻璃试管中，再分别加入不同浓度喹啉模拟油溶液20mL，之后再分别加入40uL的H

结果如图6所示，当喹啉的初始浓度从200mg/L增加到800mg/L时，当喹啉浓度不超过500mg/L基本能完全降解，当喹啉浓度继续增加时，对喹啉不能完全降解。所以当反应条件为喹啉、抗坏血酸和双氧水的物质的量比为50:5:2时，其三者反应比例条件最佳，其降解率为99.9%左右。

试验四：不同含N化合物对降解的影响

1、模拟油制备：以正辛烷为溶剂，分别以喹啉、吖啶、吲哚、吡啶、7,8-苯并喹啉、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮为溶质，充分混合均匀，配置不同的模拟油。

2、称取0.2g的抗坏血酸，然后将其放在玻璃试管中，再分别加入不同的模拟油溶液20mL，之后再分别加入40uL的H

结果如图7所示，对于不同的含N化合物，喹啉（苯并吡啶）、吖啶（二苯并吡啶）和吡啶其降解可以达到99%左右，而对于7,8-苯并喹啉、N-甲基吡咯烷酮和N,N-二甲基甲酰胺其降解率并不能完全降解，但其降解率也能达到60%左右，但是对于吲哚是完全不能降解。

试验五：对五种不同的含N化合物选择性实验

模拟油制备：以正辛烷为溶剂，以喹啉、吡啶、吲哚、N,N-二甲基甲酰胺和7,8-苯并喹啉为溶质，充分混合均匀，配置模拟油。

称取0.2g的抗坏血酸，然后将其放在玻璃试管中，再加入含5中N化合物模拟油溶液20mL，之后再分别加入40uL的H

结果图8所示，对不同类的N化合物其有良好的选择性，尤其是吡啶衍生物。相比于单独测每种含N化合物降解时，混合之后其降解效率还有所影响。

试验六：N、S混合物的选择性实验

1、模拟油制备：以正辛烷为溶剂，以喹啉（含N化合物）、噻吩（含S化合物）为溶质，充分混合均匀，配置模拟油。

2、称取0.2g的抗坏血酸，然后将其放在玻璃试管中，再加入含N、S化合物模拟油溶液20mL，之后再分别加入40uL的H

结果如图9所示，当氮、硫同时存在时，只有含N化合物降解，而含S化合物基本不变，说明抗坏血酸催化H

试验七：循环重复性实验

1、喹啉模拟油制备：以正辛烷为溶剂，以喹啉为溶质，充分混合均匀，配置不同的浓度。

2、称取0.2g的抗坏血酸，然后将其放在玻璃试管中，再分别加入喹啉模拟油溶液20mL，之后再加入40uL的H

3、当使用过一次后，将反应后的溶液取出，然后将反应后的抗坏血酸直接在35℃的真空干燥箱中干燥24h，之后再进行性能测试，如此经过4次循环使用。如图10所示，抗坏血酸基本没有失活，说明有良好的稳定性。

从图1中抗坏血酸反应前后的XRD图也可以反映出其循环稳定性，因为其反应前后，抗坏血酸衍射峰的位置没有发生变化，说明抗坏血酸并没有发生晶型变化，对于反应前的抗坏血酸在10.46˚的衍射峰强度远大于其他位置的衍射峰强度，相对于反应后的抗坏血酸，其不管是10.46˚的衍射峰强度还是其余位置的衍射峰强度都远小于反应前的，这说明反应前的AA晶化程度高，晶粒大，晶体有序。而反应之后，因为有H

最后说明的是，以上优选实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的。