專利名稱：一種用咪唑類離子液體脫除汽油中硫化物的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及離子液體萃取技術領域，為一種利用咪唑類離子液體[BEIM]C1萃取 脫除直餾汽油中含硫化合物的方法。
背景技術：
石油和汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，為人類社會的不斷進步做出了巨大的貢獻，但其負 面影響也日益顯露出來，燃油燃燒后放出的SOx等物質不僅影響發(fā)動機的正常工作，而且造 成大氣以及環(huán)境污染日益嚴重，嚴重破壞環(huán)境，損害人類健康，影響人們的生活。因此，降低 燃油中硫含量以減少SOxW排放已成為當務之急。針對此情況，世界各國對燃油中硫含量的 要求越來越嚴格，對燃油質量發(fā)展的要求是低硫甚至是無硫的清潔油品，歐洲各國要求從 2005年起，燃料油硫質量分數要降到50ppm;美國環(huán)保署要求，2006年起硫質量分數要降到 30ppm;我國于2008年底出臺國III車用燃油標準規(guī)定硫質量分數< 150ppm，并要求2009 年12月31日后無鉛汽油硫含量都要降至50ppm。因此，開發(fā)有利于環(huán)境保護的低硫燃油產 品和燃油脫硫技術已成為當今世界煉油工藝的核心，是工業(yè)界和學術界共同關注的焦點。脫除油品中的硫化物是生產清潔油關鍵技術，燃油中的硫化物主要有硫醇、硫醚、 二硫化物、噻吩及其衍生物等。目前，催化加氫脫硫(HDS)是工業(yè)上燃油脫硫的主要手段， 通過該方法可以有效脫除汽柴油中硫醇、硫醚等簡單小分子有機硫，但卻很難完全脫除噻 吩及其衍生物。鑒于HDS脫硫技術的缺陷，近年來，研究人員提出了氧化脫硫、吸附脫硫、生 物脫硫等非加氫脫硫技術。但這些方法普遍存在操作費用高，一次性投資大，或者所使用的 化學試劑在處理過程中會對環(huán)境產生污染等問題。而萃取脫硫具有操作可以在低溫低壓甚 至常溫常壓下進行、操作簡單、成本低等更大的優(yōu)勢。在萃取脫硫劑中，離子液體在常溫下 呈現液態(tài)，蒸氣壓低，熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性好，不腐蝕設備，分離時不會因蒸餾等單元操 作而導致溶劑損失和環(huán)境污染，更適合用于萃取過程。一系列的研究表明，離子液體對傳統 的加氫方法難以去除的噻吩類含硫化合物有較好的脫除效果，而且離子液體脫硫可在室溫 下進行、操作簡單，并可忽略蒸汽壓、易于回收利用，克服了傳統脫硫方法工藝復雜、設備投 資大等的缺點。因此，利用離子液體進行萃取脫硫具有良好的工業(yè)應用前景?，F階段的主要 利用離子液體對模擬油進行萃取脫硫研究，采用PF6—、BF4-和氯酸鹽類離子液體，但上述幾 種離子液體存在不同程度的缺點，PF6"和BF4_類離子液體在使用過程中由于PF6_和BF4_的 分解產生HF，對脫硫設備具有腐蝕性。而氯酸鹽型離子液體遇水穩(wěn)定性差，并且在萃取脫硫 過程中會與含硫化合物接觸而形成黑色沉淀，離子液體重復使用性能降低，而且由于其本 身酸性較強，會造成燃油中烯烴的聚合，并且對脫硫設備也有一定的腐蝕性?，F階段，對離子液體脫硫的研究基本都是以模擬汽油為研究對象，而對真實汽油 的研究卻沒有涉及。本發(fā)明開發(fā)了一種用咪唑類離子液體[BEIM]C1脫除工業(yè)直餾汽油中 含硫化合物的方法。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一類咪唑類離子液體[BEIM]C1與直餾汽油組成萃取體 系，通過吸附的方式降低直餾汽油中含硫化合物的方法。其特征是咪唑陽離子含有大η 鍵，氮原子上的孤對電子和烷基取代基的供電子作用在一定程度上改變了其極化性。在與 含硫化合物接觸過程中，具有高極性η電子云密度的有機硫分子易被極化，與離子液體相互 作用而形成絡合物，從而從油相中萃取出來。同時由于離子液體分子結構較大，部分有機硫分 子插入到離子液體動態(tài)的分子結構中，形成液相包合物，從而提高了離子液體的脫硫效率。離子液體與油相不互溶，這使得反應結束后油相的分離變的簡單，剩余的離子液 體經過簡單的反萃取處理，可以循環(huán)使用。并且該種離子液體制備方法簡單、經濟，可以大 規(guī)模工業(yè)化生產。本發(fā)明為一種用咪唑類離子液體脫除汽油中硫化物的方法，其特征在于使用的離子液體為咪唑類離子液體[BEIM]C1 ；結構式如下
/C2H5
N v___/ cr按照如下工藝步驟進行(1)將一定質量的離子液體和直餾汽油混合；離子液體[BEIM]C1與直餾汽油的質 量比為0.2 2 1，(2)在機械攪拌狀態(tài)下對直餾汽油進行萃取脫硫，萃取溫度為5°C 60°C，萃取時 間為IOMin 50Min ；單級脫硫率達到20%以上，多級脫硫率達到50%以上。按照本發(fā)明 所述的方法，其特征在于按照下述步驟進行(1)離子液體和直餾汽油混合；離子液體[BEIM]C1與直餾汽油的質量比為0. 4 1.8 1，(2)在機械攪拌狀態(tài)下對直餾汽油進行萃取脫硫，萃取溫度為10°C 50°C，萃取 時間為15Min 45Min，或者萃取溫度為30°C ；時間為30Min。本發(fā)明具有以下優(yōu)點1.本發(fā)明以咪唑類離子液體[BEIM]C1為萃取劑，該種離子液體制備方法簡單，可 大規(guī)模工業(yè)化生產，且本反應條件溫和，不需要加壓設備，不需要有機溶劑，對人和環(huán)境無害。2.所使用的咪唑類離子液體[BEIM]C1單獨萃取脫硫率好。3.所使用的咪唑類離子液體[BEIM]C1的脫硫選擇性好，脫硫率可以達到 55. 19%。4.離子液體與油相不互溶，反應結束后離子液體與直餾汽油分離簡單，離子液體 可以循環(huán)使用。
具體實施例方式下面通過實例對本發(fā)明給予進一步的說明。反應結束后，分離出上層油相，采用燃燈法分析、計算直餾汽油中的硫含量。實施例1在裝有機械攪拌的反應器中加入5g咪唑類離子液體[BEIM]C1和5g直餾汽油；此時離子液體在下層，油相在上層；在30°C條件下攪拌5分鐘，分離出直餾汽油，通 過檢測計算得出直餾汽油的脫硫率為26. 07%。實施例2在裝有機械攪拌的反應器中加入5g咪唑類離子液體[BEIM]C1和5g直 餾汽油；在30°C條件下攪拌30分鐘，分離出直餾汽油，通過檢測計算得出直餾汽油的脫硫 率為 28. 95%。實施例3在裝有機械攪拌的反應器中加入5g咪唑類離子液體[BEIM]C1和5g直 餾汽油；在30°C條件下攪拌40分鐘，分離出直餾汽油，通過檢測計算得出直餾汽油的脫硫 率為 29. 82%。實施例4在裝有機械攪拌的反應器中加入5g咪唑類離子液體[BEIM]C1和5g直 餾汽油；在30°C條件下攪拌50分鐘，分離出直餾汽油，通過檢測計算得出直餾汽油的脫硫 率為 29. 99%。實施例5在裝有機械攪拌的反應器中加入Ig咪唑類離子液體[BEIM]C1和5g直 餾汽油；在30°C條件下攪拌30分鐘，分離出直餾汽油，通過檢測計算得出直餾汽油的脫硫 率為 20. 25%。實施例6在裝有機械攪拌的反應器中加入6g咪唑類離子液體[BEIM]C1和5g直 餾汽油；在30°C條件下攪拌30分鐘，分離出直餾汽油，通過檢測計算得出直餾汽油的脫硫 率為 30. 08%。實施例7在裝有機械攪拌的反應器中加入IOg咪唑類離子液體[BEIM]C1和5g直 餾汽油；在30°C條件下攪拌30分鐘，分離出直餾汽油，通過檢測計算得出直餾汽油的脫硫 率為 33. 30%。實施例8在裝有機械攪拌的反應器中加入5g咪唑類離子液體[BEIM]C1和5g直 餾汽油；在25°C條件下攪拌30分鐘，分離出直餾汽油，通過檢測計算得出直餾汽油的脫硫 率為 27. 20%。實施例9在裝有機械攪拌的反應器中加入5g咪唑類離子液體[BEIM]C1和5g直 餾汽油；在40°C條件下攪拌30分鐘，分離出直餾汽油，通過檢測計算得出直餾汽油的脫硫 率為 26. 07%。實施例10在裝有機械攪拌的反應器中加入5g咪唑類離子液體[BEIM]C1和5g直 餾汽油；在50°C條件下攪拌30分鐘，分離出直餾汽油，通過檢測計算得出直餾汽油的脫硫 率為 25. 37%。實施例11-15在裝有機械攪拌的反應器中加入5g咪唑類離子液體[BEIM]C1和5g 直餾汽油，此時，離子液體在下層，油相在上層；在30°C條件下攪拌30分鐘，分離出直餾汽 油后，采用燃燈法測定直餾汽油的含硫量；在直餾汽油中加入相同質量的離子液體[BEIM] Cl進行下一輪脫硫實驗，重復5次。反應結果如下表所示
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權利要求
一種用咪唑類離子液體脫除汽油中硫化物的方法，其特征在于使用的離子液體為咪唑類離子液體[BEIM]Cl；結構式如下按照如下工藝步驟進行(1)將一定質量的離子液體和直餾汽油混合；離子液體[BEIM]Cl與直餾汽油的質量比為0.2～2∶1，(2)在機械攪拌狀態(tài)下對直餾汽油進行萃取脫硫，萃取溫度為5℃～60℃，萃取時間為10Min～50Min；單級脫硫率達到20％以上，多級脫硫率達到50％以上。FSA00000341975900011.tif
2.按照權利要求1所述的方法，其特征在于按照下述步驟進行(1)離子液體和直餾汽油混合；離子液體[BEIM]C1與直餾汽油的質量比為0.4 1.8 1，(2)在機械攪拌狀態(tài)下對直餾汽油進行萃取脫硫，萃取溫度為10°C 50°C，萃取時間 為15Min 45Min，或者萃取溫度為30°C ；時間為30Min。
全文摘要
一種用咪唑類離子液體脫除汽油中硫化物的方法，其特征在于使用的離子液體為咪唑類離子液體[BEIM]Cl；結構式如下按照如下工藝步驟進行(1)將一定質量的離子液體和直餾汽油混合；離子液體[BEIM]Cl與直餾汽油的質量比為0.2∶1～2∶1，(2)在機械攪拌狀態(tài)下對直餾汽油進行萃取脫硫，萃取溫度為5℃～60℃，萃取時間為10min～50min；單級脫硫率達到20％以上，多級脫硫率達到50％以上。
文檔編號C10G21/20GK101982525SQ20101053950
公開日2011年3月2日 申請日期2010年11月9日 優(yōu)先權日2010年11月9日
發(fā)明者何愛珍, 劉大凡, 劉紅光, 張玥, 王坤, 袁莉, 郭西鳳 申請人:中國海洋石油總公司;中海油天津化工研究設計院