離子液體在燃料油催化氧化脫硫中的應(yīng)用研究.pdf

1、為了有效控制環(huán)境污染，世界各國對燃料油中的硫含量不斷提出更嚴(yán)格的要求。化學(xué)氧化-離子液體萃取耦合脫硫具有反應(yīng)條件溫和，工藝簡單，非臨氫，脫硫效果好等特點，成為近年來有發(fā)展?jié)摿Φ纳疃让摿蛐路椒?。本文以過氧化氫為氧化劑，分別考察了在不同離子液體存在下燃料油脫硫情況，提出了催化氧化脫硫機理，建立了動力學(xué)方程。
　　 在無溶劑條件下，己內(nèi)酰胺和四丁基溴化銨通過氫鍵形成新型季銨鹽類離子液體(C4H9)4NBr·2C6H11NO，通過1HN

2、MR、13CNMR、MS和FT-IR等對其結(jié)構(gòu)進行了表征。該離子液體制備過程原子經(jīng)濟性高，操作簡便，原料易得，價格低廉，環(huán)境友好，具有較好的工業(yè)化應(yīng)用前景。
　　 將合成的季銨鹽類離子液體(C4H9)4NBr·2C6H11NO作為催化劑，以過氧化氫-乙酸為氧化劑兼萃取劑，考察了各個實驗因素對噻吩氧化脫硫效果的影響。離子液體(C4H9)4NBr·2C6H11NO催化噻吩氧化反應(yīng)為一級反應(yīng)，其表觀速率常數(shù)(1.05×10-3s-1)

3、比文獻值高出近1個數(shù)量級，半衰期(660 s)比文獻值縮短1倍。離子液體中的(C4H9)4NBr和C6H11NO有“協(xié)同”催化效應(yīng)，大大縮短了噻吩氧化時間，反應(yīng)30 min，在沒有其他有機萃取劑參與下，模型油脫硫率可達98.8％，催化裂化(FCC)汽油脫硫率為95.3％。
　　 將化學(xué)氧化-離子液體萃取脫硫相耦合，研究季銨鹽類離子液體(C4H9)4NBr·2C6H11NO萃取催化二苯并噻吩(DBT)氧化反應(yīng)。正交實驗極差分析表明

4、，各因素對脫硫率影響大小依次為：劑油比＞O/S摩爾比＞反應(yīng)溫度＞反應(yīng)時間。
　　 合成了Br(o)nsted酸性離子液體[Hnmp]HSO4和[Hnmp]H2PO4，通過1H NMR、FT-IR等對其結(jié)構(gòu)進行表征，TGA-DTA表明它們具有較高的熱穩(wěn)定性和較寬的液態(tài)范圍；通過紅外探針法研究了離子液體的酸性。
　　 以合成的Br(o)nsted酸性離子液體[Hnmp]H2PO4為萃取劑和催化劑，雙氧水為氧化劑，利用正交實驗

5、優(yōu)化DBT氧化脫硫工藝。在優(yōu)化的工藝條件下，模型油的脫硫率達到99.8％，柴油脫硫率為64.3％。模型油中DBT氧化反應(yīng)為一級反應(yīng)，其動力學(xué)方程為ln(C0/Ct=0.408t-0.194，速率常數(shù)為1.13×10-4s-1，活化能為58.53 kJ/mol。將酸性離子液體應(yīng)用于氧化脫硫工藝，可避免揮發(fā)性有機酸的使用，簡化了脫硫工藝。
　　 將合成的雙酸性離子液體[Hnmp]ZnCl3應(yīng)用于噻吩氧化脫硫過程研究，結(jié)果表明，雙酸性