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石油燃料中的含氮化合物在燃料使用过程中可以生成NOx,NOx是导致环境污染和酸雨形成的因素之一。近年来,随着人们对环境质量要求的提高,NOx污染问题受到越来越多的关注。尽管燃油燃烧产生氮氧化物的机理目前尚未完全清楚,但研究表明NOx的产生量,主要取决于燃料的含氮量。因此,为切实减少NOx对人类的危害,必须从源头抓起,大力发展燃料的脱氮技术,减少燃料的氮含量。 本文在综述石油脱氮技术的现状,指出加氢脱氮、酸萃取精制、溶剂精制、配合法精制脱氮、吸附剂法脱氮、组合脱氮,以及目前处于研究试验阶段的生物脱氮和微波脱氮技术的优缺点及其发展前景,在此基础上,有所创新,巧妙利用固相萃取和配位脱氮的优点,发明一种新的组合脱氮的方法—固相配位萃取脱氮,该法能有效脱除油品里碱性氮。 根据Lewis酸碱理论和相似相容原理制备了脱除油品里碱性氮的固相萃取剂苯乙烯磺化金属阳离子型树脂,以树脂吸附碱性氮的吸附量为考察指标,选定Sr2+型阳离子树脂为最佳萃取剂,并对Sr2+型阳离子树脂吸附性能进行了详细研究。研究结果表明:由于二价金属离子与含氮配体生成稳定配位化合物的能力不同,导致各种金属阳离子型树脂对碱性氮吡啶吸附量不同,在25℃吸附温度下,Sr2+型的最高9.10mg/g,Cu2+型的次之7.35mg/g,Mn2+型的最小3.68mg/g,Zn2+型和Fe2+型相当6.13mg/g;Sr2+型树脂吸附吡啶的吸附等温线近似于BDDT分类的类型Ⅱ和IUPAC分类的类型Ⅱ,是一种比较复杂的Langmuir和BET复合型等温线;容量法、等摩尔系列法、斜率法三种方法测定树脂的功能基Sr2+与吡啶(C5H5N)的配位比基本一致,接近于1:1,并测定298.15K时,反应的平衡常数为2.63×105;Sr2+型树脂的物理结构对吸附量也有一定的影响,树脂的平均孔径在26nm左右时,比表面积越大吸附量越高,Sr2+型树脂可以重复使用,有良好的工业应用前景。 树脂吸附碱性氮吡啶的动力学和热力学研究表明:温度在288.15K~298.15K之间,树脂对吡啶的吸附过程动力学机理模型为缩核模型,吡啶溶液质量浓度为50mg/L时,主要受液膜扩散的控制,其有效扩散系数为Kf