【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于煤化工，具体涉及通过低共溶溶剂从洗油中同时萃取分离碱性及中性氮杂环化合物的方法，能够获取宝贵的氮杂环化合物资源，同时减少煤焦油洗油中氮含量，利于煤焦油的深加工利用，绿色环保。
技术介绍
1、热化学转化是煤炭加工的主要方法，可以生产煤液化油和煤焦油。前者是煤直接液化的主要产物，后者是煤热解/炼焦过程的副产物。洗油是煤焦油精馏时230-300℃的产物，约占煤焦油质量的4.5-10%，是一种复杂的混合物。洗油中富含多种精细化工原料或产品，可以直接分离提取苯类、萘类、苊、芴、氧芴、酚、氮杂芳环(尤其是喹啉类)等，具有十分宝贵的深加工价值。
2、洗油中的氮杂环化合物分为碱性氮杂环化合物（如喹啉）和中性氮杂环化合物（如吲哚）。一方面，这些氮杂环化合物会影响洗油质量，而且燃烧后产生的no2是造成酸雨的成因之一，氮氧化物会损害呼吸道，危害人体健康；另一方面，喹啉和吲哚不仅是香料、冶金、染料、聚合物以及农用化学品工业的原料，也可以制取橡胶硫化促进剂、浮选剂及农药等多种工业产品。因此，直接从洗油中萃取分离氮杂环化合物具有重要的经济价值和现实意义。
3、分离洗油中吲哚的方法包括碱熔融法、酸聚合法、共沸法、络合法、压力结晶法、溶剂萃取法、吸附法和超临界法等，上述分离吲哚的方法都存在成本大、耗能高、设备要求高、产生废水难处理，对环境污染严重等其他问题。专利cn109718575a利用吸附法以聚乙烯吡咯烷酮为吸附剂提取洗油中吲哚，此方法具有无腐蚀性、萃取效率高、环境友好、节约能源的特点，但吸附剂的消耗量较大且循环性较差
4、分离洗油中喹啉的方法包括酸洗法、溶剂萃取法、超临界萃取法等。但传统方法需要使用大量溶剂，且操作复杂对环境污染严重等问题。专利cn103641780a利用喹啉呈碱性的特点，通过对煤焦油中物质经过简单的酸洗、碱洗得到的粗异喹啉经富集蒸馏得到含有纯度较高的异喹啉的富集馏分。本专利采用耗能低、产生的废液少且环境友好，但存在三废问题且导致了吲哚的损失。专利cn102746221a利用乙醇为超临界溶剂萃取洗油中的喹啉，本专利技术采用酸性盐溶液代替硫酸富集隆咻,避免产生工业废酸污染环境,大大降低了生产成本且整个工艺过程简单可控，但能耗较大且生产出来的喹啉杂质含量较大。专利cn105670671a利用高速离心联合过滤法去除煤焦油中的喹啉，分离效果好，且对环境友好，但该方法使用设备成本较高。
5、在众多的分离方法中，液液萃取分离以及吸附分离易操作，且能够重复利用，适合于对多种目标物进行分离，且绿色分离随着人们绿色环保意识的逐渐增强，离子液体（ils）、低共熔溶剂（des）等萃取剂以其绿色环保的特点，慢慢代替了传统有机溶剂。相比较离子液体，低共熔溶剂制备方法简单、价格便宜、生物可降解。因此，低共熔溶剂广泛应用于吸收溶解、萃取分离、有机合成、生物催化、电催化等领域。芳香氮化合物（如喹啉、吲哚）和低共熔溶剂之间存在氢键、π-π等作用。由于n的强电负性，吲哚n-h中的h原子是活性h，低共溶溶剂可与吲哚的活性h原子共享电子，形成氢键从而达到萃取效果；喹啉分子中含有孤对电子的氮原子，易与des中h原子结合，因此喹啉的提取受酸碱相互作用的影响。并且通过低共溶溶剂从洗油中萃取分离氮杂环化合物不需要使用大量溶剂，且对环境污染小，可循环使用。此外该方法操作简单、成本低廉、易于工业化生产，为实现含氮化合物的高效、清洁分离奠定了基础。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术使用的低共溶溶剂无毒、生物可降解、合成简单、能耗低、成本低、绿色环保，回收循环利用以及高效萃取分离洗油中的碱性及中性氮杂环化合物，具有良好的经济效益。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种从洗油中同时萃取碱性及中性氮杂环化合物的方法，包括如下步骤：
4、（1）将洗油中典型成份按照一定的比例混合置于容器中，20-30℃条件下，搅拌30-60min得到模拟洗油。
5、（2）取氢键受体和氢键供体试剂按1：1-1：10摩尔比混合置于容器中，60-100℃条件下，搅拌30-90min，形成低共熔溶剂。
6、（3）将所述步骤（1）得到的模拟洗油，按摩尔比1:1-1:5加入所述步骤（2）得到的低共熔溶剂中，在25-50℃条件下，搅拌20-90min，静置1-2h分层，得到含氮杂环化合物的萃取相和油相。
7、（4）按照反萃取剂和萃取相中的氮杂环化合物质量比为10:1-20:1的比例，向萃取相中加入反萃取剂，在20-50℃条件下，搅拌60-120min，静置1-2h分层，反复操作3-5次，得到脱氮的低共熔溶剂和富含氮杂环化合物反萃取相。
8、（5）将低共溶溶剂旋蒸，回收得到再生的低共溶溶剂，重复萃取操作。
9、所述步骤（1）中的模型洗油为芳烃、碱性氮杂环化合物及中性氮杂环化合物。芳烃为甲基萘、苊和二甲苯，碱性氮杂环化合物为喹啉，中性氮杂环化合物为吲哚。
10、优选的，所述步骤（1）中的模型洗油主要成份为70 wt.%二甲苯、12 wt.%甲基萘、6wt.%喹啉、4 wt.%吲哚和8 wt.%苊。
11、优选的，所述步骤（2）中的氢键受体为氯化胆碱、四乙基氯化铵 、四丁基溴化铵、无水氯化镁、氯化1-丁基-3-甲基咪唑、peg-400中的一种或多种，氢键供体为丙二酸、甲烷磺酸、乙酸、对甲苯磺酸（一水合）、草酸（二水）、甲酸中的一种或多种。
12、优选的，所述步骤（2）中低共溶溶剂的制备需升温搅拌直到固体全部融化，且溶剂呈透明状。
13、优选的，所述步骤（4）中的反萃取剂为环己烷、正己烷、正庚烷、正辛烷和石油醚中的一种或多种混合物。
14、优选的，所述步骤（5）中的旋蒸温度为40-70℃，旋蒸时间5-60min。
15、经由上述技术方案，针对现有氮杂环化合物和油品的分离方法使用酸碱腐蚀设备、污染严重、设备苛刻、萃取成本高、萃取率低、萃取剂制备过程复杂的问题，本专利技术提供了一种无毒可生物降解的低共溶溶剂，经过萃取、反萃取、旋蒸等工序从洗油中同时萃取碱性及中性氮杂环化合物的方法。其成本低廉、绿色环保、方法工艺简单，实现了良好的经济实用效益。
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1.一种从洗油中同时萃取碱性及中性氮杂环化合物的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种从洗油中同时萃取碱性及中性氮杂环化合物的方法，所述步骤（1）中的模型洗油为芳烃、碱性氮杂环化合物及中性氮杂环化合物。芳烃为甲基萘、苊和二甲苯，碱性氮杂环化合物为喹啉，中性氮杂环化合物为吲哚。
3.根据权利要求1所述的一种从洗油中同时萃取碱性及中性氮杂环化合物的方法，所述步骤（1）中的模型洗油主要成份为70 wt.%二甲苯、12 wt.%甲基萘、6 wt.%喹啉、4 wt.%吲哚和8 wt.%苊。
4.根据权利要求1所述的一种从洗油中同时萃取碱性及中性氮杂环化合物的方法，所述步骤（2）中的氢键受体为氯化胆碱、四乙基氯化铵 、四丁基溴化铵、无水氯化镁、氯化1-丁基-3-甲基咪唑、PEG-400中的一种或多种，氢键供体为丙二酸、甲烷磺酸、乙酸、对甲苯磺酸（一水合）、草酸（二水）、甲酸中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种从洗油中同时萃取碱性及中性氮杂环化合物的方法，所述步骤（2）中低共溶溶剂的制备需升温搅拌直到固体全部融化
6.根据权利要求1所述的一种从洗油中同时萃取碱性及中性氮杂环化合物的方法，所述步骤（4）中的反萃取剂为环己烷、正己烷、正庚烷、正辛烷和石油醚中的一种或多种混合物。
7.根据权利要求1所述的一种从洗油中同时萃取碱性及中性氮杂环化合物的方法，所述步骤（5）中的旋蒸温度为40-70℃，旋蒸时间5-60min。
...【技术特征摘要】
1.一种从洗油中同时萃取碱性及中性氮杂环化合物的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种从洗油中同时萃取碱性及中性氮杂环化合物的方法，所述步骤（1）中的模型洗油为芳烃、碱性氮杂环化合物及中性氮杂环化合物。芳烃为甲基萘、苊和二甲苯，碱性氮杂环化合物为喹啉，中性氮杂环化合物为吲哚。
3.根据权利要求1所述的一种从洗油中同时萃取碱性及中性氮杂环化合物的方法，所述步骤（1）中的模型洗油主要成份为70 wt.%二甲苯、12 wt.%甲基萘、6 wt.%喹啉、4 wt.%吲哚和8 wt.%苊。
4.根据权利要求1所述的一种从洗油中同时萃取碱性及中性氮杂环化合物的方法，所述步骤（2）中的氢键受体为氯化胆碱、四乙基氯化铵 ...
【专利技术属性】
技术研发人员：易兰，王瑾雯，刘吉星，吴晓琴，陈佳玲，郭立，罗浩，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：
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