空心碳球材料的制备及其吸附脱硫的性能研究

    在国家经济快速发展的时代，人们为了更好的保护环境对燃料油含硫量的标准进行了提高，将燃料油进行深度脱硫受到社会的广泛关注。含硫化合物不但会污染环境，损坏机器，还会造成当中的有效催化剂变性。所以，需要对工业气体和燃料油中的硫化物进行脱除。吸附脱硫的方法不仅工作效率高、操作易懂方便、成本价格低等特点，还可以在加氢过程中，使一些难溶硫化合物进行脱除，这些特点使得吸附脱硫成为石油化工研究发展的目标。最近几年，由于各个国家环境保护法的完善，使得对含硫化合物的物质如何深度处理有了新的认识。通常对于一些含硫化合物来讲，像羰基硫、二硫化碳等脱除过程比其他的较简单，但一些硫化合物脱除比较困难，像硫酚、环状硫化物等。一般使用加氢的方法来进行脱硫。传统加氢的方法相对完善一些，但是也会造成燃料油其他成分的损失，还会浪费很多氢气。不仅如此，传统的加氢技术需要投资大量的设备，其操作条件也十分严格，这些都限制了石油化工行业的的大规模使用。所以，为了更好的将脱硫技术运用到化工行业中，必须研究开发在常温和低温温和条件下的精脱硫技术。目前碳材料作为吸附脱硫研究的重要材料之一，不仅表面积较大，微孔丰富，还具有优良的脱硫效果。其吸附效率高，容量大，而且价格便宜而被广泛使用于石油化工行业中。

1.1 燃料油硫化物的危害
      燃料油中硫化物的危害主要表现为以下四点：
    （1）硫氧化物作为燃料油中硫化物燃烧后的产物，其中包含了大部分二氧化硫。二氧化硫对大气污染严重，在大气中容易形成酸雨，从而导致生态环境遭到了严重破坏。
    （2）二氧化硫不仅具有强烈的辛辣刺激性气味，还刺激人的呼吸系统，尤其是对那些有着肺部和心脏不好的人造成极大的伤害，严重影响人类的身体健康。当空气中的二氧化硫日平均浓度高于0.11×10¯6时，年平均浓度高于0.04×10¨6，人体健康将受到危害，当微粒物和二氧化硫共存时，其对人体的危害增加3~4倍。
    （3）硫氧化物不仅会引起机动车尾气净化装置的催化剂失效，使颗粒物的排放增加，还会腐蚀损坏发动机及其他部件，从而导致城市空气环境污染加剧。硫氧化物通过腐蚀发动机的燃烧室和排气装置，从活塞环的间隙进入曲轴箱与润滑油生成磺酸和各种胶状物加快润滑油的变质，造成燃烧室生成的积炭增多，加大了对发动机的损坏，从而导致发动机功率下降，燃烧耗油量增加。
   （4）硫化物不仅是造成石油化工企业设备腐蚀的非烃类物质之一，而且也影响燃料油品的存储安全。
                                                                            
1.2 国家对燃料油含硫量的调控
      随着环境保护意识不断地深入人心，人们逐渐开始追求优质空气质量以及美好的生态环，各个国家都纷纷出台新的法律法规来降低硫对环境的污染。这些年，全球各个国家都在在不断地提高燃料油标准规范，来降低汽油和柴油的含硫量。但因为各国的经济实力差距大，化工业的发展水平不同，导致各个国家对环境的保护意识也产生了不同见解，从而对汽油和柴油等燃料油的标准规范也各不相同。机动车尾气的排放对环境造成了严重的影响，污染物主要有：硫化物、一氧化碳、微小颗粒物等。欧洲一些国家从2009年就开始对机动车排放的污染物进行更严格的限制。我国为了降低机动车尾气的排放，将国Ⅰ标准提高到了国Ⅳ标准，逐步对燃料油进行了调控，每一次的调控都会使尾气排放污染降低30%至50%，从而大大控制了PM2.5的排放。现在，国家将国IV标准汽油的含硫量上限调至为50mg/kg，国V标准汽油的含硫量上限调至为10mg/kg。从IV标准提高到国V标准，其间燃料油含硫量从50ppm降到了10ppm，燃料油的质量也提高了很多，所以使用新标准的汽油和柴油将减排多项污染物，降低其对环境的破坏。表1-1、1-2、1-3为我国汽、柴油的含硫量标准和欧洲燃油含硫量标准，对比三表可以看出,我国标准同欧洲存在较大的差距。