[發(fā)明專(zhuān)利]一種多酸類(lèi)化合物和制備方法及在氧化燃油脫硫中的用途

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210381772.5
• 申請(qǐng)日: 2012-10-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102898474A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱文帥;李華明;巢艷紅;鄒芳;荀蘇杭;吳沛文;劉建軍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C07F11/00
• 分類(lèi)號(hào): C07F11/00;C07F9/00;C10G27/00
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及多酸類(lèi)化合物，特別提供了一種多酸類(lèi)化合物和制備方法及在氧化燃油脫硫中的用途。

背景技術(shù)

催化劑的設(shè)計(jì)是現(xiàn)代化學(xué)及其工業(yè)應(yīng)用的核心，催化劑在催化過(guò)程分為均相催化和多相催化兩種。均相催化具有催化活性高，反應(yīng)條件溫和等優(yōu)點(diǎn)，但是催化劑的回收和循環(huán)使用困難，成為均相催化發(fā)展的瓶頸，多相催化劑的優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)后易于回收和循環(huán)使用，但是催化活性不高、催化活性中心流失等是多相催化的缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)催化過(guò)程中具有均相催化特點(diǎn)和反應(yīng)后具有多相催化易分離優(yōu)點(diǎn)的新型催化劑，具有潛在的應(yīng)用前景。

燃油中的含硫化合物燃燒會(huì)產(chǎn)生大量SO_x，由此造成環(huán)境污染，嚴(yán)重威脅著人類(lèi)的健康和地球的生態(tài)平衡；目前，工業(yè)上采用催化加氫脫硫法(HDS)，該方法以Co/Mo、Ni/Mo作催化劑，在高溫（>570?K）、高壓（>50?atm?）下通過(guò)加氫將油品中的硫化合物轉(zhuǎn)化成H₂S脫除，雖然能夠有效脫除汽油中的無(wú)機(jī)硫和部分有機(jī)硫，但對(duì)二苯并噻吩及其它噻吩衍生物的脫硫效率卻很低，通常需要更高的溫度和更高的壓力等，由此導(dǎo)致投資成本劇增，為此，各國(guó)都加大了對(duì)其它深度除硫方法的研究，其中，氧化脫硫法被認(rèn)為是一項(xiàng)非常有前景的脫硫技術(shù)，噻吩類(lèi)硫化物被氧化后極性增強(qiáng)，其在水或極性溶劑中的溶解度要大于其相應(yīng)的有機(jī)碳?xì)浠衔铮梢酝ㄟ^(guò)萃取或吸附去除，從而達(dá)到與油品分離的目的。

氧化脫硫法的關(guān)鍵是開(kāi)發(fā)一種對(duì)脫除燃油中硫化物具有高活性和選擇性的催化氧化體系，設(shè)計(jì)反應(yīng)控制泡沫型催化劑用于氧化脫硫過(guò)程中，具有催化活性高，反應(yīng)后催化劑油品易分離、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，目前在這方面的應(yīng)用還沒(méi)有報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種反應(yīng)控制泡沫型催化劑在催化過(guò)氧化氫氧化降低燃油中硫含量的方法，通過(guò)催化劑的設(shè)計(jì)，使催化劑在反應(yīng)前為粉狀，反應(yīng)過(guò)程中催化劑變成泡沫狀，反應(yīng)結(jié)束后催化劑變回粉狀，整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中催化劑都不溶于油相，本發(fā)明中催化劑具有均相催化劑的高活性和多相催化劑易分離的優(yōu)點(diǎn)，在整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中，催化劑由于體積膨脹，體現(xiàn)了假液相特點(diǎn)，本發(fā)明與傳統(tǒng)方法相比，具有硫的脫除效率高，反應(yīng)時(shí)間短，反應(yīng)體系簡(jiǎn)單，反應(yīng)條件溫和，不需要加壓設(shè)備，分離方便，催化劑便于循環(huán)使用等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明提供一種用于催化氧化脫硫的反應(yīng)控制泡沫型催化劑，其特征在于所述催化劑為多酸類(lèi)化合物，其分子式為?Q_n[M_xO_y(O₂)_z]，M是中心原子，為W、Mo或V原子；n,?x,?y,?z為整數(shù)，它們之間應(yīng)滿(mǎn)足等式：?n×(Q的化合價(jià))+x×(M的化合價(jià))+y×(-2)+z×(-1)=0；

Q是陽(yáng)離子部分，為咪唑陽(yáng)離子(????????????????????????????????????????????????)或吡啶陽(yáng)離子()，其中R₁、R₂、R₃是直鏈烷烴。

本發(fā)明中催化劑咪唑環(huán)或吡啶環(huán)上的R₁、R₂、R₃為直鏈基團(tuán)，R₁碳鏈長(zhǎng)度為1～18，R₂碳鏈長(zhǎng)度為1～16，R₃碳鏈長(zhǎng)度為1～18。

本發(fā)明中催化劑的制備方法：稱(chēng)取Na₂MO₄?，M為W、Mo或V，加入到去離子水中配制成0.1～1?mol/L的Na₂MO₄水溶液，邊攪拌邊加入H₂O₂水溶液得到混合溶液1，Na₂MO₄與H₂O₂的物質(zhì)的量比為1：4，混合溶液1用稀鹽酸調(diào)節(jié)pH至2.5，稱(chēng)取氯代咪唑或氯代吡啶溶于乙醇得到乙醇溶液，將乙醇溶液加入混合溶液1中，邊加入邊攪拌，氯代咪唑或氯代吡啶與Na₂MO₄物質(zhì)的量比為2：1，反應(yīng)1?h后抽濾，用水、乙醚洗滌，真空干燥箱中50℃烘干。

所述H₂O₂水溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%。

所述乙醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95%。