新型萃取-氧化型離子液體的合成及其在燃油脫硫中的應(yīng)用研究.pdf

1、本研究共設(shè)計(jì)了四大模擬汽油深度脫硫體系，并參與了一個(gè)與企業(yè)合作項(xiàng)目(輕烴油脫硫)，分別為：含-OH特殊官能團(tuán)的萃取型離子液體萃取模擬汽油深度脫硫體系；萃取型離子液體氧化/萃取耦合模擬汽油深度脫硫體系；多種金屬摻雜的磷鎢酸類(lèi)離子液體催化H2O2氧化模擬汽油深度脫硫體系；超聲輔助下，多種金屬摻雜的磷鎢酸類(lèi)離子液體催化 H2 O2氧化模擬汽油深度脫硫體系；將企業(yè)提供的輕烴油中的硫含量降低到10 ppm以下項(xiàng)目。其中，四大模擬汽油深度脫硫體系均

2、取得了一定的脫硫效果，與企業(yè)合作項(xiàng)目也達(dá)到了該企業(yè)要求的目標(biāo)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴以N-丁基咪唑、三乙胺、8-氯辛醇、對(duì)甲基苯磺酸，四氟硼酸等為原料，合成了一系列-OH特殊官能團(tuán)的萃取型離子液體，使用紅外光譜(IR)及核磁氫譜(1HNMR)等手段對(duì)部分離子液體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。將合成的萃取型離子液體分別應(yīng)用于萃取模擬汽油脫硫?qū)嶒?yàn)中，篩選出的最佳離子液體為[BIM(CH2)8OH]BF4。在最佳脫硫工藝條件（m（IL）=1.

3、0g、V(模擬油)=10.0mL、T=25oC、t=10min）下，一級(jí)萃取脫硫率達(dá)76.88％，三級(jí)萃取脫硫率達(dá)98.15%，模擬油中的硫化物已基本脫除。另外，考察了[BIM(CH2)8OH]BF4的循環(huán)使用性能，循環(huán)使用6次后，仍表現(xiàn)出較佳的萃取脫硫性能，實(shí)現(xiàn)了離子液體的循環(huán)使用。⑵合成了一系列萃取型離子液體，使用IR及1HNMR等手段對(duì)部分離子液體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。將合成的萃取型離子液體分別應(yīng)用于催化 H2O2/CH3COOH氧化/

4、萃取模擬汽油脫硫?qū)嶒?yàn)中，篩選出的最佳離子液體為[OIM(CH2)8OH]PTSA。在最佳的脫硫工藝條件（m（IL）=0.5g、V(CH3COOH)=0.25 mL、V(H2O2)=0.25mL、V(模擬油)=10.0mL、T=70oC、t=80min）下，模擬汽油脫硫率達(dá)到99.7%。另外，考察了[OIM(CH2)8OH]PTSA的循環(huán)使用性能，循環(huán)使用6次后，脫硫率仍可達(dá)90.0%，證明離子液體循環(huán)使用性能較好。⑶以N-甲基咪唑、1,

5、3-丙烷磺內(nèi)酯、氯代正丁烷、氯乙酸、碳酸鈰和磷鎢酸等為原料，合成了一系列金屬摻雜的磷鎢酸類(lèi)離子液體，使用IR及1H NMR等手段對(duì)部分催化劑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。將合成的磷鎢酸類(lèi)離子液體應(yīng)用于催化H2 O2氧化模擬汽油脫硫?qū)嶒?yàn)中，篩選出的最佳催化劑為 Ce0.66[BMIM]PW12O40。在最佳的脫硫工藝條件（n(cat.)=0.014 mmol、V(H2O2)=30?L、V(乙腈)=1.0 mL、V(模擬油)=10.0 mL、T=55

6、oC和t=6 min）下，脫硫率達(dá)到98.83%。另外，考察了Ce0.66[BMIM]PW12O40的循環(huán)使用性能，因催化劑反應(yīng)后出現(xiàn)嚴(yán)重貼壁現(xiàn)象，致使催化劑催化活性下降明顯。該類(lèi)催化劑的循環(huán)使用性能不佳。⑷合成了一系列金屬摻雜的磷鎢酸類(lèi)離子液體，使用IR及1H NMR等手段對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。在超聲輔助下，將合成的磷鎢酸類(lèi)離子液體應(yīng)用于催化 H2 O2氧化模擬汽油脫硫?qū)嶒?yàn)中，篩選出的最佳催化劑為Zr0.25[BMIM]HPW12O40

7、。在最佳的脫硫工藝條件（n(cat.)=0.008 mmol、V(H2O2)=40?L、V(乙腈)=1.0 mL、V(模擬油)=10.0mL、T=25oC和t=10 min，P=300 w、t（超聲）=2.0s、t（間隙）=1.5s）下，模擬油品DBT的脫硫率達(dá)到97.8%。雖然在超聲作用下，該類(lèi)催化劑的重復(fù)利用率有所提高，但仍有待提高。⑸以N-甲基咪唑、氯代正丁烷、氫氧化鈉、碳酸鈉、乙酸鈉、磷酸三丁酯等為原料，合成了4種堿性離子液體和