[发明专利]一种利用质子型离子液体萃取分离煤焦油中碱性氮化物的方法

说明书

本发明提供了一种利用质子型离子液体萃取分离煤焦油中碱性氮化物的方法，属化工分离领域。本发明提出的技术方案为：质子型离子液体N‑甲基吡咯烷酮硫酸氢盐和四乙基硫酸氢铵为萃取剂，从萃取塔顶部引入，煤焦油（模型油）从萃取塔底部引入，进行多级逆流萃取，萃余相（模型油）从塔顶采出，萃取相（离子液体和碱性氮化物）从塔底经转料泵引入常压精馏塔中，在精馏塔塔顶得到碱性氮化物，塔底得到质子型离子液体，离子液体经循环泵输送至萃取塔循环使用。该方法所采用的质子型离子液体合成工艺简单、萃取效率高；采用萃取和精馏工艺相结合的分离工艺简单、易操作，处理后的碱性氮化物回收率高。

技术领域

本发明属于化工分离领域，涉及一种利用质子型离子液体萃取分离煤焦油中碱性氮化物的方法，特别是利用质子型离子液体萃取剂液液萃取分离煤焦油中碱性氮化物。

背景技术

煤焦油是煤在高温干馏和气化过程中副产的黏稠状液体产品，产率大约占炼焦干煤的3％～4％。煤焦油包括多种杂原子化合物，其中含有不同类型的酚类化合物、含氮化合物、中性脂肪族和芳香族化合物。其中，含氮化合物可分为碱性和非碱性两大类，碱性氮化物主要有吡啶、喹啉及其衍生物，目前已广泛应用于医药、农药、香料、染料、塑料等领域。同时煤焦油中的碱性氮化物对在对煤焦油的深加工过程、油品储存和环境都会产生极为不利的影响。因此，将煤焦油中的碱性氮化物经济高效的提取出来，将很大程度上提升煤焦油的整体利用价值。由于煤焦油组分过于复杂，研究者采用一种等效简化的方法配置模型油(含碱性氮化物吡啶和喹啉)代替煤焦油并通过液液萃取加常规精馏的方法进行实验研究。本发明涉及一种利用质子型离子液体萃取分离煤焦油中碱性氮化物的方法。

文献[Remarkable adsorptive removal of nitrogen-containing compoundsfrom hydrotreated fuel by molecularly imprinted poly-2-(1H-imidazol-2-yl)-4-phenol nanofibers.RSC Adv.2018,8, 8039–8050]使用磷酸基烷基咪唑离子液体、二烷基和磷酸二氢根烷基咪唑离子液体萃取分离煤焦油中的氮化物。

文献[Extractive denitrogenation of fuel oils with dicyanamide-basedionic liquids.Green Chem.2011,13,3300]使用1-乙基-3-甲基咪唑甲磺酸酯([C₂mim]MeSO₃)分离模型燃料中的氮化物，[C₂mim]MeSO₃对非碱性氮化合物(吡咯和吲哚)的萃取效率高于对碱性氮化合物 (吡啶和喹啉)的。

文献[Extraction desulfurization and denitrogenation of fuels usingionie liquids.Ind Eng Chem Res.2004,43,614-622.]使用[Bmim][BF₄]为萃取剂，能从模型油中去除45％的碱性氮化物(吡啶)，阴离子HSO₄^-、H₂PO₄^-咪唑类离子液体对油品中的碱性氮化物萃取率为90％。

专利[一种高效脱除油品中氮化物的方法，CN107699274B]利用多磺酸根离子液体对油品中的非碱性氮化物进行质子化脱除，油品中的碱性氮化物进行磺酸化脱除。

上述分离技术中存在的缺点和不足是：分离过程采用的离子液体做萃取剂萃取煤焦油中碱性氮化物的效率低，而且成本较高。我们先采用质子型离子液体做萃取剂，利用常压液液萃取使碱性氮化物从煤焦油中脱离，然后使用常规精馏法分离离子液体和碱性氮化物，得到碱性氮化物和回收萃取剂质子型离子液体。本发明的优点是使用的质子型离子液体萃取效率高，而且萃取塔和常规精馏塔相结合，大大提高了煤焦油中碱性氮化物的脱除率，工艺简单，装置合理；质子型离子液体回收纯度高，节约能源，降低成本。

发明内容