同时脱除石脑油及溶剂油中芳烃、烯烃的方法技术

本发明专利技术涉及一种同时脱除石油油品中的芳烃和烯烃的方法，利用离子液体为催化剂，使之与石油油品混合并充分接触，从而使原料中所含有的芳烃和烯烃发生烷基化反应或烯烃的低聚反应，转化为饱和烃或者烯烃的低聚物，达到同时脱除原料油中的烯烃和芳烃的目的，所述离子液体由至少两种金属卤化物复配而成的阴离子配体与有机阳离子配体组成，在该离子液体的催化下，经过本发明专利技术的方法，石油油品的烯烃脱除率可以达到１００％，并且还可以脱除原料中少量的硫化物。

【技术实现步骤摘要】
同时脱除石脑油及溶剂油中芳烃、烯烃的方法
本专利技术涉及石油化工中的油品加工领域，具体地是涉及一种可同时脱除石油油品中芳烃、烯烃的方法，尤其是一种可广泛用于石油化工过程中的同时脱除石脑油和各种溶剂油中芳烃和烯烃的方法，该方法同时还可脱除原料中含有的少量硫化物。
技术介绍
近年来，利用石油油品尤其是石脑油生产各种不同类型溶剂油是一种比较常见的工艺过程，由于烯烃、芳烃对人体健康有极大的危害，而苯更是严重的致癌物，因此，对于溶剂油中的芳烃、烯烃含量国家有明确的标准要求；另一方面，如果油品中烯烃含量较高，在外界条件或使用过程的影响下，烯烃会发生聚合而影响油的品质。所以，对于油品原料来说，例如石脑油和各种溶剂油，用于后续产品加工前通常需要经过脱除芳烃和烯烃的过程。脱除了芳烃和烯烃的溶剂油可以用作6#大豆抽提萃取油、120#橡胶溶剂油和190#溶剂油等。传统的脱除油品中烯烃和芳烃的方法，一般采用加氢工艺，使其中的芳烃、烯烃加氢饱和，转变成饱和烃类，以达到国家标准要求，采用该方法需要施加较高的压力；另一种方法是采用吸附法脱除芳烃和烯烃，但该方法的效果很不理想，对于吸附剂要求较高，若吸附剂选择不当，不仅脱除效率低，而且吸附剂加入到油品中同时也吸附了油品，会造成产品损失，并且吸附剂还需要频繁再生。总之，这两种方法不仅成本高，对于生产条件要求也较高，生产规模较小的生产者由于受氢源和加氢装置成本的制约，采用加氢工艺脱除其中的烯烃和芳烃面临很大阻力，而吸附法对于操作过程及吸附剂再生技术要求较高，因而产品质量一直是小型生产企业面临的难题。-->一些石油产品，例如催化裂化汽油、裂解石脑油等，其中除了含有烯烃、芳烃等不饱和烃，还会含有不希望存在的硫化物，影响了油的品质，按照目前的工艺，对这类油的处理还需要实施专门的脱硫操作，更增加了油品加工的成本。针对现有技术的状况，寻找简便可行的纯化加工方法，在保证质量的前提下降低溶剂油的生产成本，是业内人士所期望和关注的课题之一。尽管不断有类似的相关文献报道，但至今未出现相应的成熟技术和工艺能够同时脱除石油油品中的芳烃和烯烃，乃至同时使其中的硫化物脱除。因此，一种既能同时脱除石油油品中的芳烃、烯烃和硫化物，又能最大程度降低生产成本，而且简单易行，对环境无污染的工艺方法的提出将在油品加工领域产生良好的经济效益和社会效益。
技术实现思路
本专利技术人经过不断的摸索，发现可利用烷基化反应的机理或者烯烃的可控齐聚，使油品中不希望存在的烯烃与苯直接发生烷基化反应而生成饱和烃或烯烃的低聚物，实现烯烃与苯同时被脱除的目的，使工艺过程显著简化。专利技术人的研究结果显示，采用适当的离子液体作为催化剂，加入到待处理的油品中，可以令油中的烯烃与苯发生烷基化反应，从而成功地脱除了油品中的芳烃和烯烃，还能同时脱除其中可能含有的少量硫化物。所以，本专利技术的目的是提供一种同时脱除石油油品中芳烃和烯烃的工艺方法，该方法借助离子液体的催化作用，达到在常温、常压下就可以同时脱除原料油中的烯烃、芳烃和少量硫化物的目的。根据本专利技术的方法，包括使用适合的离子液体处理石油油品，使石油油品与离子液体混合并充分接触；控制分离温度，将油品与离子液体分离，由此可得到芳烃和烯烃同时被有效脱除、品质提高的油品。上述方法所采用的离子液体，其中的阳离子配体包括烷基季铵离子、磺酸基季铵离子、羧基季铵离子、烷基季鏻离子、磺酸基季鏻离子、羧基季鏻离子、N-烷基取代的吡啶离子、N-磺酸基吡啶离子、具有至少一个烷-->基取代基的N，N′-二取代咪唑离子；阴离子配体为金属卤化物的复配物；所述阳离子配体与阴离子配体的摩尔比例为1∶1.1-2.5。本专利技术的上述方法是利用离子液体为催化剂，不需要外加其他反应物，直接催化原料中所含有的芳烃和烯烃进行反应，可以同时脱除石脑油中芳烃和烯烃，经检验显示，处理后的油品中，烯烃的脱除率可以高达100％，产品收率在99％以上。作为该方法的附加效果，利用离子液体的吸附作用，原料油中可能存在的少量硫化物被吸附而溶解在离子液体中，随离子液体的分离而除去，达到同时脱除硫化物的效果。若芳烃量很少或没有芳烃存在，可以通过调整离子液体的酸性，使其中的烯烃聚合并溶解在该离子液体中，从而达到脱除烯烃的目的。本专利技术的离子液体中所述阳离子配体与阴离子配体的摩尔比例优选为1∶2；该阳离子配体主要是烷基季铵离子[NRxH4-x]+、羧基季铵离子、磺酸基季铵离子[NSO3HH3]+、烷基季鏻离子[PRxH4-x]+、磺酸基季鏻离子、羧基季鏻离子[PCOOHH3]+、N-烷基取代的吡啶离子[RPy]+、N-磺酸基吡啶离子[SO3HPy]+、具有至少一个烷基取代基的N，N′-二取代咪唑离子，包括其中一个取代基为C1-C10的烷基，另一个取代基选自羧基、硝基、苄基或磺酸基中的一种，例如甲基-磺酸基咪唑离子、甲基-羧基咪唑离子、丁基-羧基咪唑离子、丁基-磺酸基咪唑离子、1-(4-氯磺酰丁基)-3-甲基咪唑离子等；或二烷基取代基的N，N′-二烷基取代咪唑离子[R1R3im]+，所述烷基为C1-C10的烷基，例如乙基-甲基咪唑离子、丁基-甲基咪唑离子、辛基-甲基咪唑离子、辛基-乙基咪唑离子等。如果采用两个烷基取代，考虑离子液体的熔点，二者的碳数要有一定的差别，二者的差别尽可能大，尽量避免采用相同的烷基取代基。根据本专利技术优选的方案，所述阳离子配体为卤化物形式，当原料油中含有需要同时脱除的硫化物时，优选使用含有磺酸基的阳离子配体；阴离子配体为多种金属卤化物的复配物，优选AlCl3、ZnCl2、FeCl3、CuCl、NiCl2、-->GaCl3的复配物，更优选选自AlCl3、ZnCl2、CuCl和NiCl2中的至少两种组合的复配物，优选组合的复配物其中之一为AlCl3，且AlCl3与另一金属卤化物的摩尔比例是5-6∶4-5。上述离子液体可经一定压力(例如0.25～0.5MPa)的HCl气体处理，使之具有更好的催化活性。在本专利技术的反应中，离子液体的加入量为原料油的5～45％(wt％)，优选5～20％(wt％)，二者接触时间为30秒～45分钟，优选10～25分钟。在实际应用中，本专利技术可采用一个静态混合器和一个分离器，使油品与离子液体在静态混合器中充分接触，之后的油品与离子液体在分离器中通过控制分离温度被分离，实际操作可通过静置实现，也可视具体情况进行加热，加热温度优选70～150℃之间。收集的离子液体视需要进行再生处理后可以循环使用。即，所述的烷基化反应在静态混合器中完成后，物料进入分离器中，离子液体与反应产物完全分离，分离后的油品进入产品罐，离子液体可继续循环使用。在实际生产中，已经与产品分离的离子液体可以继续加热升温，将溶解于其中的部分产品与离子液体进一步分离，分离过程可以在分离器中完成，根据需要处理的原料不同，此时的分离温度可选择90～200℃，然后冷却、回收。本专利技术所适用的石油油品包括石脑油和溶剂油，可拓展包括190#溶剂油、催化裂化汽油、焦化汽油等。根据本专利技术优选的方案，所使用的离子液体最好为经HCl气体改性后的复合离子液体，以提高催化剂和酸性，具体可按照如下方法制备：在无氧化环境下(例如氮气保护)将一种所述金属卤化物的盐加入到阳离子配体中，同时进行搅拌得到液体状的离子液体；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种同时脱除石油油品中的芳烃和烯烃的方法，其特征在于使用离子液体处理石油油品，该方法包括：使石油油品与离子液体混合并充分接触；控制分离温度，将油品与离子液体分离；上述方法中，离子液体的阳离子配体包括烷基季铵离子、磺酸 基季铵离子、羧基季铵离子、烷基季鏻离子、磺酸基季鏻离子、羧基季鏻离子、Ｎ－烷基取代的吡啶离子、Ｎ－磺酸基吡啶离子、具有至少一个烷基取代基的Ｎ，Ｎ′－二取代咪唑离子；阴离子配体为二种以上金属卤化物的复配物；所述阳离子配体与阴离子配体的摩尔比例为１∶１．１－２．５。

【技术特征摘要】
1、一种同时脱除石油油品中的芳烃和烯烃的方法，其特征在于使用离子液体处理石油油品，该方法包括：使石油油品与离子液体混合并充分接触；控制分离温度，将油品与离子液体分离；上述方法中，离子液体的阳离子配体包括烷基季铵离子、磺酸基季铵离子、羧基季铵离子、烷基季鳞离子、磺酸基季鳞离子、羧基季鳞离子、N-烷基取代的吡啶离子、N-磺酸基吡啶离子、具有至少一个烷基取代基的N，N′-二取代咪唑离子；阴离子配体为二种以上金属卤化物的复配物；所述阳离子配体与阴离子配体的摩尔比例为1∶1.1-2.5。2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阳离子配体为卤化物的形式，且离子液体的阳离子配体中用于取代的烷基为C1-C10的烷基；所述具有至少一个烷基取代基的N，N-二取代咪唑离子包括其中一个取代基为C1-C10的烷基，另一个取代基选自羧基、硝基或磺酸基的咪唑离子，或者为N，N′-二烷基取代咪唑离子。3、如权利要求1所述的方法，其中，离子液体的阴离子配体包括选自金属卤化物AlCl3、ZnCl2、FeCl3、CuCl、NiCl2和GaCl3中至少二种。4、如权利要求1所述的方法，其中，所述的离子液体的阴离子配体为至少两个的复...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙学文，赵锁奇，许志明，张民，王仁安，
申请(专利权)人：石油大学北京，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]