離子液體[Bmim]BF-,4-萃取汽油脫硫的研究初探.pdf

1、隨著全球?qū)Νh(huán)保問(wèn)題的日益關(guān)注，生產(chǎn)低硫，甚至零排放汽油成為世界汽油清潔化發(fā)展的總趨勢(shì)。室溫離子液體作為新興的綠色溶劑，在汽油深度脫硫方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。該萃取條件溫和，操作簡(jiǎn)易，對(duì)油品影響小，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，脫硫效果好，尤其對(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的噻吩類(lèi)硫化物有很強(qiáng)的萃取效果。離子液體萃取汽油脫硫技術(shù)有望成為一種新的、具有發(fā)展前途的綠色脫硫技術(shù)。 本文合成了離子液體[Bmim]BF4，較為詳細(xì)地研究了[Bmim]BF4離子液體萃取模型油脫硫體

2、系的相平衡及影響脫硫效率的因素，并初步探討了萃取后離子液體的再生。主要內(nèi)容如下： 1.按兩步合成法合成了離子液體[Bmim]BF4，并分別采用核磁共振儀、紅外光譜儀、電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀、元素分析儀和庫(kù)侖法等對(duì)所合成的離子液體進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征和純度分析。FT-IR表征圖譜和NMR圖譜表明了所合成物質(zhì)的官能團(tuán)及1H、13C結(jié)構(gòu)特征與[Bmim]BF4相符，證實(shí)所合成的即為離子液體[Bmim]BF4。對(duì)其中所含的雜質(zhì)進(jìn)行分析，發(fā)

3、現(xiàn)含量很低，所測(cè)氯元素含量為210μg/g，鉀元素含量為15.5μg/g，對(duì)離子液體純度影響不大。此外，由于所合成離子液體具有親水性，[Bmim]BF4中還含微量的水分。 2.采用濁點(diǎn)測(cè)定了常壓35℃下離子液體-噻吩-正辛烷模型油萃取脫硫體系的溶解度和密度(曲線(xiàn))；采用濁點(diǎn)—密度法測(cè)定了常壓35℃下體系的液液相平衡數(shù)據(jù)和噻吩在兩相間的分配系數(shù)。采用Othmer-Tobias和Bancroft提出的經(jīng)驗(yàn)方程對(duì)35℃下離子液體-噻吩

4、-正辛烷體系的液液相平衡數(shù)據(jù)及噻吩的分配系數(shù)值進(jìn)行了關(guān)聯(lián)。計(jì)算結(jié)果表明，關(guān)聯(lián)最大相對(duì)誤差為6.59％，最大相對(duì)平均誤差為3.52％，關(guān)聯(lián)精度較高；采用Othmer-Tobias經(jīng)驗(yàn)方程+溶解度方程對(duì)其關(guān)聯(lián)，關(guān)聯(lián)最大相對(duì)誤差為2.69％，最大平均相對(duì)誤差為1.95％，關(guān)聯(lián)精度較單一用經(jīng)驗(yàn)方程更高。該方法適用于有一組分含量較低的體系的液液相平衡的關(guān)聯(lián)計(jì)算，不過(guò)這種方法并不具有預(yù)測(cè)能力。 3.研究了萃取時(shí)間、劑油比、萃取溫度、模型油中

5、的烯烴和芳烴組成、萃取次數(shù)和離子液體中的水含量等因素對(duì)離子液體脫硫效果的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：離子液體對(duì)體系的脫硫效率隨溫度的升高、劑油比的增大而增大，從萃取效果和經(jīng)濟(jì)成本綜合考慮，選取溫度在35～40℃，劑油比取1：3最佳。該萃取脫硫體系達(dá)到平衡的時(shí)間很短，萃取40min、靜置30min足以達(dá)到平衡。油品中芳烴和烯烴的存在會(huì)在一定程度上降低噻吩在離子液體相/模型油相間的分配系數(shù)，從而降低離子液體的脫硫率。此外，離子液體中水含量對(duì)脫硫率也

6、有很大影響，因此在合成和使用過(guò)程中，須采取嚴(yán)格措施避免和減少離子液體中的含水量。對(duì)模型油相的反復(fù)萃取可增大離子液體的脫硫率，連續(xù)萃取5次可使油品中的脫硫率從16％增至50％以上。 4.在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，采用蒸餾法實(shí)現(xiàn)了萃取后離子液體[Bmim]BF4的再生。 分析了蒸餾溫度、時(shí)間對(duì)再生效果的影響。在此基礎(chǔ)上研究了離子液體的循環(huán)使用性能。結(jié)果表明隨溫度的升高、蒸餾時(shí)間的延長(zhǎng)，離子液體的再生效果明顯增強(qiáng)。在蒸餾溫度150℃，時(shí)間3