[发明专利]一种聚醚型十八胺类离子液体萃取脱除燃油中硫化物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃油脱硫的新方法，具体地说是关于一种利用新型的离子液体萃取来脱除燃油中硫化物的新方法。

背景技术

近年来，随着石油化学工业和汽车工业的迅速发展，汽车尾气造成的大气污染问题日益严重。燃油中的硫化物不仅是导致大气污染的重要因素之一，而且其还能导致汽车尾气净化器的催化剂失活、中毒。为满足日趋严格的环保要求同时提高我国油品的国际竞争力，开展燃油深度脱硫技术的研究，已成为当务之急。

传统的燃油脱硫方法主要有选择性加氢脱硫、吸附脱硫、有机溶剂萃取脱硫等。但选择性加氢脱硫对反应条件和反应器的要求苛刻、成本高，且易造成二次污染。吸附、萃取等物理方法脱硫对油品中硫化物的存在形式要求较高，对噻吩类有机硫化物的脱除效果不佳，很难使硫含量降到“零硫”标准。同时，现在常用的有机萃取剂大多存在挥发损失、环境污染严重等弊端。

离子液体是21世纪新兴的绿色溶剂，它对许多有机物、有机金属化合物、无机化合物甚至高分子材料均具有很好的溶解性。同时离子液体大多为非质子溶剂，可以大大地减少溶剂化现象的发生，能保持化合物具有较高的反应活性。此外，离子液体几乎无蒸汽压，具有较好的热稳定性和化学稳定性，一般可回收重复使用。因此，离子液体将可能取代传统的有机溶剂，成为一种新型的绿色溶剂和分离萃取剂。离子液体在燃油深度脱硫方面也显现出其独特的优势，将有望解决复杂硫化物脱除难的问题。

目前发展的离子液体萃取脱硫技术由于离子液体昂贵的造价、复杂的合成步骤及其循环利用率低等缺点，而只能局限在基础理论研究阶段，实现工业化还有待新型廉价离子液体的开发研究。迄今为止，以咪唑类为阳离子基团的离子液体萃取脱硫的研究报道较多(Chem.Commun.,2001,2494-2495；Green Chem.,2004,316-322；Ind.Eng.Chem.Res.2004,43,614-622；Energy Fuels,2006,20,2083-2087；Ind.Eng.Chem.Res.,2014,10.1021/ie501108w；Separation and Purification Technology,2014,133,187-193)。由于胺较咪唑廉价易得，将其设计为离子液体阳离子进行萃取脱硫的研究日益趋多，被认为是一种有前景的廉价且环境友好的燃油脱硫技术。胺类离子液体萃取脱硫研究已有文献和专利报道(Energy Fuels,2012,26,3723-3727；CN10338221A)。本发明首次利用聚醚链极性可调控范围广的特点，将聚醚链引入到十八胺类离子液体的阳离子结构中，从而对离子液体的极性进行调控；同时将苄基引入阳离子，可使离子液体与难脱除的噻吩类硫化物之间具有π-π共轭作用。因此，以聚醚型十八胺类离子液体为萃取剂，加入定量的助剂，可实现燃油的深度脱硫。

发明内容

本发明提供了一种脱除燃油中硫化物的新方法。该方法是以一种聚醚型十八胺类离子液体为萃取剂，在近室温下对模拟油品及真实汽油进行萃取脱硫。本发明首次利用聚醚链的极性可调控范围广的特点，将聚醚链引入到离子液体的阳离子结构中，从而对离子液体的极性进行调控；同时将苄基引入阳离子，可使离子液体与难脱除的噻吩类硫化物之间具有π-π共轭作用。因此，以聚醚型十八胺类离子液体为萃取剂，加入一定量助剂进行萃取脱硫，可实现燃油的深度脱硫。该方法不仅脱硫率高，而且操作简单、低成本、低耗能、所需时间短、离子液体循环利用率高。

本发明的技术方案是这样实现的：

分别将定量的硫化物如4,6-二苯并噻吩、二苯并噻吩、苯并噻吩、3-甲基噻吩、噻吩、甲基苯基硫醚、苯硫醚、乙硫醚、正丁硫醇、苯并噻吩砜、二苯并噻吩砜等溶于正辛烷，配成一定浓度的含硫模拟燃油。向50mL圆底烧瓶中加入一定量助剂及一定剂油质量比的离子液体和模拟燃油或真实汽油(90^#和93^#)，水浴加热并开启磁力搅拌，在一定温度下萃取一定时间。待萃取液完全冷却后，分离出上层油品，用微库仑仪测定油品中剩余硫含量，下层的离子液体可直接循环使用。

本发明方法所述的聚醚型十八胺类离子液体的结构式如下：

n＝a+b(30～80)

R＝n-C₄H₉,CH₂C₆H₅

X＝Cl,BF₄,PF₆,Cu₂Cl₃