離子液體在頁(yè)巖油脫氮中的應(yīng)用研究.pdf

1、頁(yè)巖油作為傳統(tǒng)石油的可替補(bǔ)能源，對(duì)其進(jìn)行研究和開(kāi)采符合中國(guó)的國(guó)家戰(zhàn)略要求。國(guó)內(nèi)頁(yè)巖油具有儲(chǔ)量豐富、與石油性質(zhì)相近、含氮量高等特點(diǎn)，因此開(kāi)發(fā)利用頁(yè)巖油就必須對(duì)其進(jìn)行脫氮精制。
　　離子液體因具有穩(wěn)定性好、溶解能力強(qiáng)、設(shè)計(jì)性好等諸多優(yōu)異的特性，被廣泛應(yīng)用于燃料油的脫氮、脫硫研究。在傳統(tǒng)油品的脫氮研究的基礎(chǔ)上，本文利用離子液體進(jìn)行了頁(yè)巖油脫氮的實(shí)驗(yàn)研究，研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:
　　(1)分別采用直接合成法和間接合成法制備了[Bmim

2、]Cl、[Bmim]Ac、[Bmim]Ac/ZnAc2、[Bmim]Cl/ZnAc2，核磁共振波譜和紅外光譜鑒定出產(chǎn)物滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)要求，而且前兩種離子液體的純度均在98％以上;
　　(2)分餾出撫順千金鄉(xiāng)煉油廠的頁(yè)巖油的柴油餾分(200～350℃)，通過(guò)氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀和有機(jī)元素分析儀分析得出其中含有67種氮化物，氮含量為1.75％，從質(zhì)量分?jǐn)?shù)上看，所含氮化物喹啉類(lèi)＞腈類(lèi)＞苯胺類(lèi)＞吲哚類(lèi)＞咔唑類(lèi)＞吡啶類(lèi)＞酰胺類(lèi)＞吖啶類(lèi)，其中喹啉類(lèi)、

3、吡啶類(lèi)、苯胺類(lèi)和吖啶類(lèi)等堿性含氮化合物中氮含量約占總氮含量的66％，腈類(lèi)、咔唑類(lèi)、吲哚類(lèi)和酰胺類(lèi)等中性含氮化合物中的氮含量約占總氮含量的33％;從分子結(jié)構(gòu)上看，主要包括五元雜環(huán)氮化物、含苯環(huán)氮化物、六元雜環(huán)氮化物和脂肪烴基氮化物，并依此配制中性氮（十二腈、咔唑、吲哚中的氮）含量約為1000 ppm、堿性氮（喹啉、吡啶、2，4，6-三甲基苯胺中的氮）含量約為2000 ppm的頁(yè)巖油模型油6種;
　　(3)用[Bmim]Cl、[Bmi

4、m]Ac、[Bmim]Ac/ZnAc2、[Bmim]Cl/ZnAc24種離子液體對(duì)6種模型油的脫氮實(shí)驗(yàn)研究，當(dāng)萃取溫度為40℃、劑油比為1∶1(w/w)時(shí)，這4種離子液體對(duì)堿性氮的萃取平衡時(shí)間基本在20～60 min內(nèi)，[Bmim]Ac＜[Bmim]Cl≈[Bmim] Cl/ZnAc2＜[Bmim]Ac/ZnAc2，對(duì)中性氮的萃取平衡時(shí)間均在10 min之內(nèi)。當(dāng)萃取時(shí)間固定（堿性氮為1h，中性氮為30 min）、劑油比為1∶1（w/w）

5、時(shí)，這4種離子液體在35～50℃內(nèi)對(duì)氮化物有最大脫除率，而且溫度敏感性[Bmim]Ac＜[Bmim]Ac/ZnAc2＜[Bmim]Cl≈[Bmim]Cl/ZnAc2。整體而言，這4種離子液體對(duì)堿性氮的脫除率基本為60％～80％，而且[Bmim]Ac/ZnAc2＞[Bmim] Cl/ZnAc2＞[Bmim]Ac＞[Bmim]Cl，對(duì)中性氮的脫除率均在96％以上。
　　(4)當(dāng)萃取溫度為40℃、萃取時(shí)間為1h時(shí)，用[Bmim]Ac、[