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SbSn金属间化合物的结构和对石油改性研究

郭宁  
【摘要】: 随着经济的发展,工农业对原油的需求量越来越大,而原油的品质越来越差,硫和重金属含量不断增高,给后续处理工艺带来很大的麻烦,同时也加剧了环境的污染。另一方面,世界各国对环保的要求越来越高,对原油产品中硫含量的限制越来越苛刻。这两方面的矛盾促使了原油加工中脱硫技术的发展。寻求经济高效的脱硫技术一直是原油加工工业中的一个热点,开发新的脱硫材料和脱硫工艺是一件很有意义的工作。 本文以Sb、Sn为原料,采用不同的非平衡凝固方法和条件来制备SbSn金属间化合物,借助于差示扫描量热(DSC)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、俄歇电子能谱(AES)等现代分析手段对制备的材料进行了表征。考察了制备出的材料对原油中沥青质、硫和重金属等杂质的脱除效果。主要内容如下: 1.对熔体的过热处理进行了研究,使用DSC表征了Sn和Sb混合物在升温过程中的变化,结果表明:1:1的锡-锑混合物在超过熔点完全转化为液相以后会在900℃附近发生液相微观结构变化,锡单质也会在970℃附近存在着液相结构的转变。不同熔融温度下制备出的材料的结构并不相同,由750℃下熔融快冷制备出的SbSn颗粒为六方晶体,由950℃下熔融快冷制备出的SbSn颗粒为三方晶体。根据标准图谱提供的金属间化合物SbSn的空间点群和晶格参数,用Materials Studio 3.0.1建立了SbSn的单晶胞空间结构图,并计算出了相应的XRD图,计算图与实测图有一致性。不同熔融温度下制备出材料的表面成分和锑元素的价态有所不同,电压30V,电流400A,淬速30m/s的条件下制备出的材料与950℃下熔融快冷制备出的材料的晶体结构一致,并且表面是富锑的,锑的价态是以+3价为主;电压20V,电流20A,淬速30m/s的条件下制备出的材料与750℃下熔融快冷制备出的材料的晶体结构一致,表面是富锡的,锑的价态是以零价态为主。 2.以沥青质的的脱出率作为评价标准,来确定原油乳化液的最佳配制条件。研究结果表明最优的乳化液配制条件为:表面活性剂为油包水型,含量在0.15%以上,水含量在35%~40%之间。 3.研究了不同的工艺条件对材料的结构和脱硫性能的影响。对于原油乳化液脱硫过程来说,研究结果表明:不同熔融温度下制备出的材料的脱硫性能不同,


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