[發明專利]一種哌啶類離子液體催化氧化燃油脫硫的方法

有效

• 申請號: 201410010392.X
• 申請日: 2014-01-09
• 公開（公告）號: CN103740398A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 朱文帥;吳沛文;蔣偉;張銘;熊君;荀蘇杭;巢艷紅;李華明
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C10G29/00
• 分類號: C10G29/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 肖明芳

技術領域

本發明屬于油品加工技術領域，具體涉及一種哌啶類離子液體催化氧化燃油脫硫的方法。

背景技術

隨著經濟的發展，柴油作為一種石油煉制產品，在各國燃料結構中均占有較高的份額，已成為重要的動力燃料，被廣泛應用于柴油汽車、鐵路內燃機車、船舶、大型發動機組等。柴油發動機以其功率大、熱效率高、動力強勁、經濟性能好、耐久可靠等優點受到人們的青睞，但是，柴油機的廢氣中主要含有S0_x、NO_x、CO以及顆粒物等，其中S0_x對環境危害日趨嚴重。因此，嚴格限制油品中硫的含量，最大限度的減少有害物質硫化物的排放已成為世界各國作為實現可持續發展戰略目標的內容之一。低硫甚至無硫清潔燃油成為了世界燃料油生產的必然趨勢，國際上對燃料油中硫含量要求也越來越嚴格。

加氫脫硫是工業上廣泛采用的有效脫硫方法，相對于其他方法而言，加氫脫硫是較成熟的工藝。加氫脫硫的硫含量降到一定程度，噻吩及其衍生物(例如4,6-DMDBT)等主要含硫化合物通過HDS很難脫除，要求高溫高壓、氫環境和貴金屬催化劑才可以實現。離子液體是一種綠色溶劑。此外，離子液體的極性，親水、親脂性，催化活性等性質可以通過陰離子和陽離子的變化來進行調節，因此被稱為“可設計型溶劑”。等首次將離子液體應用在燃油的萃取脫硫中，所用的離子液體是[Bmim]Cl/AlCl₃，但該種離子液體對水和空氣敏感，脫硫率不高，并且易使汽油中烯烴聚合。Lo等（Green?Chem.,2003,639-642）將離子液體與過氧化氫水溶液/乙酸混合體系用于燃油的脫硫，并且加入雙氧水作為氧化劑進行氧化脫硫，使用的離子液體主要是[C₄mim]PF₆，[C₈mim]PF₆，[C₄mim]BF₄和[C₈mim]BF₄，雖然該方法極大提升了脫硫率，但仍然不夠理想。

發明內容

本發明所要解決的技術問題，是提供一種哌啶類離子液體催化氧化燃油脫硫的方法，該方法可以實現高效脫硫。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下：

一種哌啶類離子液體催化氧化燃油脫硫的方法，以哌啶類離子液體為催化劑，將催化劑、溶劑、燃油與過氧化氫水溶液混合，攪拌條件下反應溫度為10～50℃，反應時間為0.5～3h，反應結束后分離出上層油相即為脫硫后的油品。

其中，所述燃油為原油、或燃料油、或原油精煉過程中的半成品油。

其中，所述的哌啶類離子液體簡稱[C_nmpip]FeCl₄，n為4或8或12；所述的哌啶類離子液體具有如下結構：

其中R為C₄H₉、或C₈H₁₇、或C₁₂H₂₅。

上述哌啶類離子液體催化劑可以從市場上購買或者按照如下方法合成得到：稱取0.987g(3mmol)K₃Fe(CN)₆和9mmol[C_nmim]BF₄(n=2,4,8)在燒杯中，加入50mL蒸餾水在30℃攪拌24h。過濾除去白色沉淀，濾液通過減壓蒸餾除去溶劑，得到的固體通過甲醇洗滌純化，得到的黃綠色固體在40℃真空干燥箱中烘干24h。

其中，所述的溶劑為離子液體，具體為[C₄mim]BF₄、[C₄mim]PF₆、[C₈mim]BF₄或[C₈mim]PF₆。

其中，催化劑的物質的量與燃油中含硫物質的量比的0.25～2：1。

其中，溶劑的質量與燃油質量比為0.1～1：1。

其中，過氧化氫水溶液中，溶質過氧化氫的濃度為5～30wt%。

其中，過氧化氫的物質的量與燃油中含硫物質的量的比為2～10：1。

有益效果：本發明具有以下優點：

（1）所用催化劑催化脫硫效率高，可達到97.1%。

（2）反應在常溫常壓下進行，不需要氫氣和加壓設備，對人和環境無害。