[发明专利]一种基于聚乙烯亚胺固定杂多酸催化剂的氧化脱硫方法

说明书

本发明属于石油化工油品深加工行业及环保技术交叉领域，具体涉及一种基于聚乙烯亚胺固定杂多酸催化剂的氧化脱硫方法。以过氧化氢为氧化剂，聚乙烯亚胺固定杂多酸为催化剂，将油品与离子液体按比例混合，在一定温度和常压条件下进行反应，反应后冷却至室温，对油品中噻吩类含硫化合物进行脱除。该方法与传统催化剂比较，脱硫条件温和，且可以在较低浓度的双氧水(0.5％‑5％)体系中脱硫，双氧水的分解率低，在油品中脱硫效果好。

技术领域

本发明属于石油化工油品深加工及环保技术交叉领域，具体涉及一种基于聚乙烯亚胺固定杂多酸催化剂的氧化脱硫方法。

背景技术

油品动力机车尾气排放所引起的环境问题和健康危害、关于油品含硫量的日益严厉的环境法规和空气质量标准、对低含硫柴油不断增长的需求等多方面的因素促使全世界许多科学工作者在油品脱硫的研究中投入了越来越多的关注和努力。其中，降低硫氧化合物、颗粒物和其他有害污染物的排放是许多国家对油品中硫含量的水平限制得越来越低的主要目的。研究发现，通过使用低含硫燃油和颗粒物过滤器的共同作用，可以减少大约90％的颗粒物排放量，而且可以大大减少CO及碳氢化合物的不完全燃烧产物的形成。

油品中存在的含硫化合物主要分为两大类：杂环和非杂环含硫化合物。杂环硫化物主要包括噻吩，苯并噻吩，二苯并噻吩及它们的烷基取代衍生物，非杂环硫化物主要包括硫醇硫醚和二硫化物；噻吩类硫化物占柴油总硫的85％以上，苯并噻吩二苯并噻吩及它们的衍生物占噻吩类硫化物的70％以上。非杂环类硫化物的硫原子具有较高的电子密度，且碳-硫键较弱，可以通过传统的加氢脱硫方法轻易除去；而噻吩类硫化物，由于硫原子上的孤对电子与其噻吩环上的π电子之间能够形成稳定的共轭结构，碳-硫键不易断裂，很难通过加氢脱硫除去。因此，包括苯并噻吩、二苯并噻吩及其衍生物在内的噻吩类硫化物就成为油品脱硫研究中的重点所在。

目前，工业上采用的脱硫技术主要是加氢脱硫，该技术需要高温、高压、氢气气氛等苛刻的条件。因此，为了降低燃油成本，其他脱硫工艺如：氧化脱硫，萃取脱硫，吸附脱硫，生物脱硫应运而生。其中，氧化脱硫由于低能耗被认为是最具有前景的脱硫技术之一。其原理是将燃油中的噻吩硫等含硫化合物氧化为相应的亚砜或者砜类物质，由于氧化产物具有更高的极性，所以可以通过极性溶剂将它们萃取出来，从而达到脱硫的目的。为了提高氧化脱硫的脱硫能力和改善氧化脱硫的选择性，在氧化脱硫体系中引入各种催化剂构建催化氧化脱硫体系是行之有效的方法之一。

氧化脱硫技术涉及的氧化剂种类较多，以过氧化氢为氧化剂处于主导地位。H₂O₂腐蚀性低，反应副产物是水和氧气，从根本上消除了氧化过程的污染源，无环境污染。杂多酸作为一类新型的催化材料，具有组成简单，结构确定，组分易调等优点，受到催化领域研究者的广泛关注，作为催化剂深度氧化脱硫已有许多的研究报道。但因杂多酸的表面积和孔隙率较低，其活性位点被包埋，催化氧化脱硫效果差，因此需要对其进行固载。如二氧化硅、活性炭、二氧化钛等无机物固载杂多酸催化脱硫已有报道，但是无机物固载杂多酸与油相相容性差，导致氧化脱硫效果也较差。利用乙腈等作为萃取剂的氧化脱硫技术，已有许多深入的研究报道，但存在乙腈易挥发，具有一定毒害性等问题，这也从根本上限制了工业生产应用。因此，寻找新的催化材料、探索新的催化剂固化技术，是目前研究工作的重点。

发明内容

本发明涉及一种基于聚乙烯亚胺固定杂多酸催化剂的氧化脱硫方法，本发明采用聚乙烯亚胺固定杂多酸能够提高杂多酸的比表面积，同时还能增加杂多酸与离子液体的相容性，将其作为催化剂用于氧化脱硫，能够解决无机物固载杂多酸与油相相容性差，导致氧化脱硫效果也较差的技术问题，同时采用该催化剂用于氧化脱硫，其反应条件温和，操作简单，能有效的脱除油品中的硫化物。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种基于聚乙烯亚胺固定杂多酸催化剂的氧化脱硫方法，包括以下步骤：