[发明专利]一种多金属氧酸盐氧化脱硫催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种多金属氧酸盐氧化脱硫催化剂及其制备方法和应用。该多金属氧酸盐氧化脱硫催化剂为1‑甲基‑3‑丙磺酸基咪唑磷钼钨酸盐，其具有如下结构式：本发明通过有机阳离子和多金属氧酸盐阴离子结合制备得到氧化脱硫催化剂、以离子液体为溶剂和萃取剂、双氧水为氧化剂，对油品中的含硫化合物进行氧化脱除；脱硫效率高，能有效地降低燃油中难以脱除的噻吩和苯并噻吩类硫化物，催化剂用量大大减少且不溶于萃取剂，循环利用率高；氧化剂的用量少，降低了工业应用成本，在燃油催化氧化脱硫方面具有良好的应用价值。

技术领域

本发明涉及油品氧化脱硫技术领域，尤其涉及一种多金属氧酸盐氧化脱硫催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

21世纪以来，汽车给人类带来极大便利，但含硫汽油燃烧导致雾霾天气频现，严重危害公众健康。世界各国对汽油中硫含量的要求愈加严格，我国自2019年1月起全面供应国VIA标准汽油(硫含量小于10ppm)，未来汽油将向无硫发展。目前，我国汽油池中高硫的催化裂化(FCC)汽油约占70％，FCC汽油中硫化物主要以苯并噻吩和噻吩形式存在，约占硫化物总含量的80％以上，为汽油的深度脱硫带来了严峻的挑战。目前，国内外脱硫方法主要有加氢脱硫和非加氢脱硫工艺。加氢脱硫技术(HDS)是目前世界上采取的主要脱硫方法，因其处理效率高、脱硫能力强的特点成为目前应用最广泛的脱硫技术。但是该技术投资规模大，能耗高，而且在加氢脱硫的过程中，汽油中的烯烃会大量加氢饱和，造成辛烷值(RON)损失并消耗大量的氢源。非加氢脱硫中，氧化脱硫(ODS)由于其效率高和反应条件温和，而在这些方法中是最有前途的。

多金属氧酸盐(POMs)是一类组成确定、结构易于调控、具有酸性、氧化还原性等优异特性的化合物。多金属氧酸盐作为超强固体酸催化剂，不仅具有独特的六方笼状结构，而且具有独特的酸性、多功能性和“假液相”行为。在多金属氧酸盐中不同的元素可表现出酸性和氧化还原性的差别，使其催化性能可控，有利于催化剂设计。

多金属氧酸盐催化剂在氧化脱硫中的工业应用仍存在很多挑战。目前，如何设计合成新型多金属氧酸盐催化剂、调控其结构组成提高催化性能以及提高催化剂的循环性能是研究的热点。作为均相催化剂，反应物和催化剂都在溶解在液相中，多金属氧酸盐虽然表现出较高的活性，但是其分离、回收困难直接影响了催化效率及循环性能。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种多金属氧酸盐氧化脱硫催化剂及其制备方法和应用，用以解决现有技术中多金属氧酸盐催化剂分离回收困难、循环性能差的技术问题。

本发明的第一方面提供一种多金属氧酸盐氧化脱硫催化剂，该多金属氧酸盐氧化脱硫催化剂为1-甲基-3-丙磺酸基咪唑磷钼钨酸盐，其具有如下结构式：

本发明的第二方面提供一种多金属氧酸盐氧化脱硫催化剂的制备方法，包括以下步骤：

将1-甲基-3-丙磺酸咪唑盐和磷钼钨酸H₃PMo₆W₆O₄₀混合反应得到1-甲基-3-丙磺酸基咪唑磷钼钨酸盐。

本发明的第三方面提供一种多金属氧酸盐氧化脱硫催化剂的应用，该多金属氧酸盐氧化脱硫催化剂应用于脱除油品中的含硫化合物。

本发明的第四方面提供了一种油品中含硫化合物的脱除方法，包括以下步骤：

将含硫油品、氧化剂、萃取剂和上述多金属氧酸盐氧化脱硫催化剂混合反应，反应结束后静置分层，所得上层溶液即为脱硫后的油品。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：