一种基于离子液体的油品氧化-萃取脱硫技术制造技术

本发明专利技术是一种适合于燃料油品脱硫的技术，该技术在对含硫油品的氧化－萃取脱硫过程中以离子液体作为反应介质、催化剂和萃取剂对油品中的有机硫或无机硫进行脱除。本发明专利技术与传统的氧化脱硫和萃取脱硫方法相比，把脱硫效果由５０％左右提高到９９％以上，同时，加入的羧烷基功能化离子液体，具有低蒸气压和高沸点，便于回收利用。该脱硫新工艺，能明显提高脱硫效果，简化生产过程、节约能源、设备简单、操作方便、投资少、易于实现工业化等优点。

【技术实现步骤摘要】

：本专利技术涉及到油品在氧化-萃取脱硫过程中以离子液体作为反应介质、催化剂和萃取剂的一种脱硫技术。
技术介绍
：随着环境污染的加剧以及人们环保意识的增强，人们越来越关注在油品加工和使用过程中由于硫化物的排放而导致的酸雨等对生态环境的破坏，例如汽油中的硫燃烧后排放到大气不仅会影响环境，生成的SOx还会降低汽车尾气转化器对NOx、未完全燃烧的烃类及颗粒物等的转化率。而原油储量的不断减少，使得油品的劣质化程度不断加剧，在我国，高硫原油经催化裂化(FCC)生产的汽油占汽油总产量的80％以上，但其含硫量远高于国外水平，因此广泛开展油品脱硫新技术的研究，已成为我国炼油行业的当务之急。作为绿色溶剂，离子液体具有极性强、溶解性好、低蒸汽压、结构可设计等独特的性质，在萃取分离、催化反应等领域具有广阔的应用前景，尤其在取代传统的催化剂，易挥发性溶剂，降低VOC污染等方面具有明显的优势。以离子液体作为脱硫剂以脱除汽油中的含硫化合物已引起人们的重视。目前，Akzo Nobel公司等科研单位已在此方面开展了研究，证明了该方法的可行性。但目前现有研究主要集中在采用离子液体进行萃取脱硫实验，如研究表明咪唑类离子液体对噻吩，苯并噻吩，二苯并噻吩等燃料油中主要的含硫有机物有较好的溶解性(如：专利CN200610066595，CN200410037677和CN03137916)。但此类方法存在脱硫效率低、离子液体用量大、粘度高、油品中离子液体残留含量高从而影响油品质量、脱硫成本高等不足，难以在工业中得到较好的应用。而传统的氧化脱硫大多采用有机酸作为催化剂，醇类或乙腈等有机溶剂作为萃取剂。UniPure公司已在这方面申请了多项专利，如专利WO02/18518，US2002/0029997，US6406166及US6402940公开了使用30％H2O2氧化-萃取(或吸附)处理石油馏分油深度脱硫的方法。其甲酸的用量大，而且要求其浓度高，存在操作工艺复杂，有机溶剂易于挥发而造成二次污染、脱硫剂损耗大等不足。基于以上研究现状，本专利技术以绿色溶剂-离子液体作为反应介质、催化剂和萃取剂，在氧化剂存在条-->件下对油品进行脱硫，其优势在于可以大大提高脱硫效果，简化了氧化脱硫工艺，离子液体水溶液有效的减小了液体粘度、降低离子液体的用量、避免使用有机类溶剂时形成的二次污染等，具有广阔的应用前景。
技术实现思路
本专利技术涉及以羧烷基咪唑，羧烷基吡啶，羧烷基季胺及羧烷基季磷类离子液体中的一种或几种的混合物为反应介质、催化剂和萃取剂，以有机或无机过氧化物为氧化剂，对油品进行氧化-萃取脱硫的新方法。本专利技术所涉及的油品包括原油、燃料油及原油精炼过程中的半成品油。本专利技术中使用的离子液体的阳离子由羧烷基咪唑，羧烷基吡啶，羧烷基季胺及羧烷基季磷类中的一种，阴离子为无机或者有机的中性或酸性阴离子，其中羧烷基咪唑类阳离子由不同侧链碳数的1-n羧烷基-3-烷基咪唑、1-n羧烷基-3-n羧烷基咪唑或含有羧烷基咪唑结构的离子中的一种其中n＝1～3，阴离子可以是稳定的无机或者有机离子，如：Br-、Cl-、PF6-、BF4-、[CF3COO]-、[(CH3COO]-等。以上离子液体的结构式可举例如下：[CH3COOHim]Br：      1-羧甲基-3-甲基咪唑溴盐[CH3COOHim][BF4]：   1-羧甲基-3-甲基咪唑氟硼酸盐[C2H5COOHim][BF4]：  1-羧乙基-3-甲基咪唑氟硼酸盐[C2H5COOHim][PF6]：  1-羧乙基-3-甲基咪唑氟磷酸盐将纯净的上述离子液体溶解于一定量水中，加入到一定量的含硫油品中，在一定温度下，加入适量的氧化剂进行脱硫。离子液体水溶液的浓度范围为0.1％～99.9％。常压或在压力0.1atm～50atm(最好在1～10atm)下，在273K～373K温度下，反应时间在1～8h范围内对含硫的油品(原油、燃料油及原油精炼过程中的半成品油)进行含硫有机物或无机物的脱除实验。吸收饱和的液体静置后会清晰分层，分离后将溶剂层减压蒸馏后所得到的溶剂可再生循环使用。具体实施方式：本专利技术用以下实施例说明，但本专利技术并不限于下述实施例，在不脱离前后所述宗旨的范围下，变化实施都包含在本专利技术的技术范围内。实施例1将2ml[CH3COOHim]Br加入到10ml含硫(噻吩)1500ppm的模拟汽油中，在常压搅拌下，升温至343K时，加入2ml的H2O2，磁力搅拌5h后，静置、分层，-->用气相色谱进行检测，可将油品中的硫含量降为10ppm。使用完毕后，分离出汽油，将溶剂层于353K条件下减压蒸馏可以重复使用。实施例2将2ml[CH3COOHim][BF4]加入到10ml含硫(噻吩)1500ppm的模拟汽油中，在常压搅拌下，升温至343K时，加入2ml的H2O2，磁力搅拌2h后，静置、分层，用气相色谱进行检测，可将油品中的硫含量降为10ppm。使用完毕后，分离出汽油，将溶剂层于353K条件下减压蒸馏可以重复使用。实施例3将5ml[CH3COOHim]Br加入到10ml含硫(噻吩)1500ppm的模拟汽油中，在常压搅拌下，升温至313K时，加入2ml的H2O2，磁力搅拌2h后，静置、分层，用气相色谱进行检测，可将油品中的硫含量降为10ppm。使用完毕后，分离出汽油，将溶剂层于353K条件下减压蒸馏可以重复使用。实施例4将5ml[CH3COOHim][BF4]加入到10ml含硫(噻吩)1500ppm的模拟汽油中，在常压搅拌下，升温至343K时，加入2ml的H2O2，磁力搅拌6h后，静置、分层，用气相色谱进行检测，可将油品中的硫含量降为6ppm。使用完毕后，分离出汽油，将溶剂层于353K条件下减压蒸馏可以重复使用。实施例5将2ml[CH3COOHim][BF4]加入到10ml含硫(噻吩)1500ppm的模拟汽油中，在常压搅拌下，升温至303K时，加入2ml的H2O2，磁力搅拌2h后，静置、分层，用气相色谱进行检测，可将油品中的硫含量降为15ppm。使用完毕后，分离出汽油，将溶剂层于353K条件下减压蒸馏可以重复使用。实施例6将2ml[CH3COOHim][BF4]加入到10ml含硫(苯并噻吩)1500ppm的模拟汽油中，在常压搅拌下，升温至303K时，加入2ml的H2O2，磁力搅拌2h后，静置、分层，用气相色谱进行检测，可将油品中的硫含量降为18ppm。使用完毕后，分离出汽油，将溶剂层于493K条件下检验蒸馏可以重复使用。-->本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于离子液体的油品氧化－萃取脱硫技术，其特征在于选取以羧烷基咪唑，羧烷基吡啶，羧烷基季胺及羧烷基季磷类离子液体中的一种或几种的混合物为反应介质、催化剂和萃取剂，在氧化剂存在下，利用边氧化，边萃取的原理脱硫，其特征是离子液体为含有羧烷基的功能化离子液体，采用一锅加入法边氧化边萃取，离子液体作为氧化过程中的反应介质和催化剂，又作为萃取过程中的萃取剂，用于脱除油品中的有机硫或无机硫。

【技术特征摘要】
1.一种基于离子液体的油品氧化-萃取脱硫技术，其特征在于选取以羧烷基咪唑，羧烷基吡啶，羧烷基季胺及羧烷基季磷类离子液体中的一种或几种的混合物为反应介质、催化剂和萃取剂，在氧化剂存在下，利用边氧化，边萃取的原理脱硫，其特征是离子液体为含有羧烷基的功能化离子液体，采用一锅加入法边氧化边萃取，离子液体作为氧化过程中的反应介质和催化剂，又作为萃取过程中的萃取剂，用于脱除油品中的有机硫或无机硫。2.根据权利要求1所述的一种基于离子液体的油品氧化-萃取脱硫技术，其特征在于该氧化-萃取脱硫技术使用的离子液体中的羧烷基为一元羧烷基、二元羧烷基或三元羧烷基。3.根据权利要求1所述的一种基于离子液体的油品氧化-萃取脱硫技术，其特征在于该氧化-萃取脱硫技术脱除的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张锁江，刘坤峰，刘龙，于英豪，张香平，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]