[發明專利]一種稀土多酸與離子液體萃取催化燃料油氧化脫硫的方法

有效

• 申請號: 201210052480.7
• 申請日: 2012-03-02
• 公開（公告）號: CN102585888A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 宋宇飛;徐軍華;趙燊;吉元春
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C10G27/12
• 分類號: C10G27/12
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 張水俤

技術領域

本發明屬于燃料油催化氧化脫硫技術領域，特別涉及一種稀土多酸與離子液體萃取催化燃料油氧化脫硫的方法。

背景技術

原油及石油餾分中的硫以元素硫、硫化氫以及有機硫化物的形式存在。有機硫化合物一般可分為硫醇類、硫醚類、二硫化物類和噻吩類，這些含硫物質在原油的加工過程中分布于各餾分油中。汽油中的含硫化合物以硫醇、硫醚和單環噻吩為主，主要來源于FCC汽油。柴油餾分中的含硫化合物有硫醇、硫醚、噻吩、苯并噻吩和二苯并噻吩等等，其中二苯并噻吩的4位和6位有烷基存在時，由于烷基的位阻作用而使脫硫更加困難。油品的含硫化合物在燃燒后會生成硫氧化物，其中最主要的是二氧化硫。SOx被排放到大氣中容易形成酸雨，破壞生態平衡，導致環境污染。盡管我國酸雨的形成部分是由工業和生活燃用高硫煤造成的，但車用燃料中的硫化物對大氣造成的污染也不容忽視；同時燃料油中硫的存在會使汽車尾氣中有害物質的排放量增加，導致汽車尾氣轉化催化劑中毒，并會對汽車金屬部件產生腐蝕。

我國汽油、柴油與歐洲、美國、日本的汽油性質相比，主要特點是：硫含量較高；烯烴含量較高；油品中的芳烴水平低；油品的蒸汽壓偏高；含氧化合物低；辛烷值分布不合理。我國規劃燃料油質量到2010年與國際接軌，如何有效地脫除油品中硫化物，是保證國內煉油行業與歐美等發達國家相比具有競爭力的基礎。因此，選擇有效的脫硫法是關鍵。根據油品所含硫化物的特點，目前采用的物理或化學脫硫方法主要有催化加氫、生化法、催化氧化法、吸附法、溶劑萃取等技術。無論是原料的加氫還是選擇性加氫處理技術，它們的共同點都是需要高溫高壓、消耗氫氣、油品辛烷值降低。選擇性加氫雖然在催化劑選擇，工藝流程上進行了許多改進，避免了氫氣的大量消耗，辛烷值損失減小，但是提高了設備投資和操作費用，該技術并未大面積的推廣。所以要尋找一種操作條件溫和，脫硫效果好，對環境無污染，耗能少，投資費用低，易于再生的脫硫劑是非加氫脫硫技術的關鍵。

多酸化合物是一類含有V、Mo、W等金屬的多金屬氧化物。由同種含氧酸根離子縮合形成的叫同多陰離子，其酸叫同多酸。由不同種類的含氧酸根陰離子縮合形成的叫雜多陰離子，其酸叫雜多酸。目前已知有近70種元素的原子可作為雜多酸中的雜原子，包括全部的第一系列過渡元素，幾乎全部的第二、三系列過渡元素，再加上B、Al、Ga、Si、Ge、Sn、P、As、Sb、Bi、Se、Te、I等。而每種雜原子又往往可以不同價態存在于雜多陰離子中，所以種類是相當繁多的。多酸是具有拓撲結構的金屬氧簇合物，在催化領域、生物學、電極、藥物以及材料科學均有潛在應用，被稱為無機高分子。

近年來，雜多酸(鹽)作為有機合成和石油化工中的催化劑已經愈來愈受到人們的關注。雜多酸(鹽)具有結構確定的優點，不僅有配合物和金屬氧化物的結構特征，又有酸性和氧化還原性能；既可作為均相或多相催化劑，又可作為能同時傳遞質子和電子的雙功能催化劑。在某些反應中，雜多酸(鹽)的催化活性和選擇性超過復合氧化物和分子篩。70年代以來，國外已有將雜多酸型催化劑用于工業化生產的實例，并逐漸開始了有關雜多酸的結構、性能與催化作用關系的系統研究。日本、前蘇聯分別在雜多酸型催化劑的多相催化和均相催化方面做了大量的工作。日本在70年代已在丙烯水合生產上采用雜多酸催化劑，成功地實現了工業化。國內對雜多酸型催化劑的應用研究也正在逐步開展。目前，國內有些化工廠已在醋化反應和雙酚A合成上應用了雜多酸型催化劑，取得了較好的經濟效益和社會效益。

與傳統的Keggin型和Wells-Dawson型多酸陰離子相比，夾心型多酸陰離子具有更好的水解穩定性。該多酸陰離子可以在室溫下的水溶液中保存20年以上而不發生降解，同時，該類多酸在水相中pH＝6.0～10的范圍內可以穩定存在，與水滑石有很好的兼容性。

同傳統的分子溶劑相比，離子液體具有更好的熱穩定性和化學穩定性，更寬的液程，更低的蒸汽壓，適于在較高溫度下工作，并且還對多種有機無機材料具有良好的溶解度等特點。更獨特的是依據組成離子液體的陽離子和陰離子種類不同，室溫離子液體的物理化學性質有很大的差別，理論上可以根據要求進行離子液體設計。迄今為止，離子液體已經作為一種新型綠色介質和功能材料被廣泛地應用在催化化學、有機合成、分離技術、電化學、材料科學、高分子合成和生命科學等領域。隨著研究工作的深入，離子液體在化學中的應用研究，已由最初作為常規分子溶劑的綠色替代物，逐步向功能化離子液體或專用離子液體的設計和應用方面發展。

發明內容