酸功能型離子液體催化汽油烷基化脫硫反應研究.pdf

1、針對目前傳統(tǒng)的烷基化脫硫反應中存在的酸性催化劑分離回收困難、腐蝕嚴重、環(huán)境污染大等問題和不足，以環(huán)境友好催化作為目標，本文設計合成了三大類酸功能型離子液體催化劑，并將其用于催化烷基化脫硫反應中。分別采用紅外光譜（IR）、核磁氫譜（1H NMR）、熱重（TG-DTG）等對離子液體的結(jié)構(gòu)和熱穩(wěn)定性進行了表征，采用正丁胺滴定法對其酸性能進行了測試。設計開發(fā)出三種綠色的催化烷基化脫硫體系，分別為：Brnsted雜多酸離子液體催化模擬汽油烷基化脫

2、硫體系；Brnsted-Lewis有機-無機雜多酸離子液體催化模擬汽油烷基化脫硫體系；聚醚型Brnsted酸性-溫控離子液體催化模擬乙醇汽油烷基化脫硫體系，均取得了較佳的脫硫效果。
　　本文以咪唑、吡啶、氯代烷烴類、磷鎢酸等為原料，合成了一系列Br?nsted雜多酸離子液體，并將其應用于催化模擬汽油的烷基化脫硫反應中，不僅顯示出較好的催化活性，而且具有較好的重復使用性能。以篩選出的活性最高的Br?nsted雜多酸功能離子液體[Bm

3、im]H2PW12O40為催化劑，考查了催化劑用量、反應溫度、反應時間及不同硫化物（噻吩、2-甲基噻吩、3-甲基噻吩）等因素對脫硫效果的影響。在優(yōu)化的反應工藝下：劑油比1：100、T=120℃、t=35 min，脫硫率幾乎可達100％。反應結(jié)束后，分離出油品，Br?nsted雜多酸類功能離子液體可直接循環(huán)使用。催化劑重復使用12次后，含硫物質(zhì)轉(zhuǎn)化率無明顯下降。對模擬汽油中不同硫化物包括噻吩（T）、2-甲基噻吩（2-MT）和3-甲基噻吩（

4、3-MT）的烷基化反應的速率常數(shù) k以及活化能Ea進行了測試和計算，結(jié)果表明在相同溫度下速率常數(shù)k大小順序為2-MT>3-MT>T，活化能Ea大小順序為T>3-MT>2-MT。以咪唑、1,3-丙烷磺酸酯、金屬鹽類、磷鎢酸等為原料，合成了一系列Br?nsted-Lewis雙酸性有機-無機雜多酸催化劑，并將其應用于催化模擬汽油的烷基化脫硫反應中。篩選出脫硫效果最佳的催化劑為Sm0.33[MIM-PS]HPW12O40，考察了此催化劑用量、反

5、應溫度、反應時間及不同硫化物（T、2-MT、3-MT）等因素對脫硫效果的影響。優(yōu)化出最佳的反應條件為：劑油質(zhì)量比1：50、反應溫度125℃、反應時間1 h。在此最佳反應條件下，三種硫化物T、2-MT和3-MT幾乎都完全轉(zhuǎn)化，即脫硫率都接近100%。催化劑Sm0.33[MIM-PS]HPW12O40具有良好的循環(huán)使用性能，循環(huán)使用12次，其催化活性基本保持不變。
　　以環(huán)氧乙烷、二正己胺、1，3-丙烷磺酸酯、磷鎢酸等為原料，合成了一

6、系列聚醚型酸性-溫控離子液體，并將其應用于模擬乙醇汽油烷基化脫硫反應中，發(fā)現(xiàn)該離子液體在催化反應時可以達到高溫混溶、低溫分離的效果，表現(xiàn)出較佳的催化脫硫性能。以篩選出的活性最高的離子液體[PS-DHA-50]H2PW12O40為催化劑，考查了催化劑用量、反應溫度、反應時間及不同硫化物（噻吩、2-甲基噻吩、3-甲基噻吩）等因素對脫硫效果的影響。在優(yōu)化的反應工藝下：m（模擬汽油）=20 g、m（催化劑）=2 g、T=140℃、t=3 h，脫