[发明专利]萃取剂及其油品萃取脱硫方法，一种离子液体的应用

说明书

本发明公开一种萃取剂及其油品萃取脱硫方法，一种离子液体的应用。所述萃取剂含有磷酸氢根类离子液体和/或硫酸氢根类离子液体；所述磷酸氢根类离子液体和/或硫酸氢根类离子液体中的阳离子为烷基咪唑类阳离子，所述烷基咪唑类阳离子的结构式如下：其中，R₁为碳原子数2‑10的直链或支链烷基。使用本发明萃取剂及脱硫萃取方法脱硫效果好，对脱硫工艺条件要求不高，操作流程简单，适合于多级萃取，后续分离方便，萃取剂可再生利用。

技术领域

本发明涉及一种萃取剂及其油品萃取脱硫方法，一种离子液体的应用。

背景技术

汽油中的硫化物不但会对汽车的发动机和尾气处理器中催化剂造成影响，而且燃烧后会产生SOx造成空气污染威胁人类的健康。因此，世界各国对汽油硫含量都有严格的要求，目前已逐渐降至10ppm以下，且未来有更加严格的趋势。传统的加氢脱硫方法虽可有效脱除汽油中的脂肪性硫化物，但对芳香性硫化物，如噻吩、苯并噻吩、二苯并噻吩及它们的衍生物，脱除效果较差。此外，加氢脱硫方法在较高的温度和氢气压力下，易发生副反应造成油品辛烷值的下降。因此，可高选择性脱除芳香性硫化物的替代脱硫方法成为了新的开发重点。目前的替代脱硫方法主要有吸附脱硫、氧化脱硫、萃取脱硫等，其中萃取脱硫因操作条件温和、可通过萃取剂(尤其是离子液体)的选择实现对芳香性硫化物脱除的高选择性等优点，成为最有前景的替代脱硫技术之一。

离子液体因为其极低的蒸汽压、不易燃、良好的溶解能力和可设计性等优点使之在油品脱硫体系中得到了广泛的关注。但是在现有文献中，有两个重要的问题没有受到足够的重视。

第一，由于离子液体在油相中的溶解度较低，很难通过实验准确测定，文献中的技术往往忽略了离子液体在油相中的溶解度。但是萃取脱硫的目的是脱除汽油中微量的芳香性硫化物，而离子液体多数为含硫含氮的化合物，因此即使是低含量的离子液体溶解在油相中也有悖于脱硫的目的。此外，因离子液体性质的特殊性，溶解于汽柴油可能会对油品质量造成更为恶劣的影响。若要除去溶于油相的微量离子液体又带来了新的分离问题。因此，需要选择兼具良好的脱硫能力和极低的油相溶解度的无污染性离子液体。

第二，在离子液体的贮存、连续操作和再生过程中，不可避免的会接触到空气中的水分，同时油品原料中也含有很低含量的水分。因此，离子液体对于水的稳定性及水含量对其脱硫能力的影响也决定着离子液体的实际应用价值，但在离子液体萃取脱硫的文献中对此却极少报道。聂毅和李春喜等人利用烷基磷酸酯类离子液体进行萃取脱硫(Energy &Fuels，2006，20(5)：2083-2087；CN 101003742A)，发现此类离子液体的含水量对其脱硫能力有很大的影响。例如，对于[EEIM][DEP]而言，离子液体中1％的水含量就会降低其对硫化物溶解能力17％，而50％的水含量就会使得其完全丧失对硫化物的溶解能力。类似的，Gao等(Industrial & Engineering Chemistry Research，2008，47(21)：8384-8388)和Wang等(Energy & Fuels，2013，27(8)：4617-4623)分别利用四氟硼酸类离子液体和二氰胺类离子液体进行萃取脱硫，也发现了类似的特性。虽然这些研究认为在利用此类离子液体萃取脱硫时，可利用这种特性，通过直接加水稀释再生离子液体，但这也对离子液体初始水含量以及萃取设备操作条件提出了很严格的要求。因此，选择在一定的水含量范围内脱硫能力比较稳定的离子液体更为合适。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的汽油柴油等油品萃取脱硫方法以及萃取剂脱硫效果低，对脱硫工艺条件要求高、后续分离不方便等缺陷，提供一种新型的用于油品脱硫的萃取剂，油品萃取脱硫方法，一种离子液体的应用。使用本发明萃取剂及脱硫萃取方法脱硫效果好，对脱硫工艺条件要求不高，操作流程简单，适合于多级萃取，后续分离方便，萃取剂可再生利用。