專利名稱：從液態(tài)化石燃料移除硫化物的方法及其連續(xù)脫硫裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種石油、化石燃料、及油基燃料(petroleum-based fuels)的脫流方式。
背景技術(shù)：
在目前的運(yùn)輸行業(yè)中，柴油燃料是一個(gè)被廣泛使用的化石燃料。由于柴油引擎在節(jié)能方面較汽油引擎來得有優(yōu)勢(shì)，故在環(huán)境保護(hù)意識(shí)與綠色運(yùn)動(dòng)日益高漲的今日，柴油燃料的需求在未來想必也是水漲船高。柴油燃料一般主要是由烷類、環(huán)烷烴、和芳香族碳?xì)浠衔锼旌隙刹⑾鄬?duì)復(fù)雜的混合物，其碳原子數(shù)是介于9 觀，而沸點(diǎn)的范圍約為150-390°C。他們的相對(duì)分布主要是由以下因素所決定特定的燃料原料、精煉程序、及基于消費(fèi)者日常商業(yè)需求的混合計(jì)劃。較常在柴油中被發(fā)現(xiàn)的硫化物例如為烷苯并噻吩 (alkylbenzothiophenes)及;^三苯并@盼(alkyldibenzothiophenes)。在柴油中含有硫會(huì)造成環(huán)境的困擾，例如在燃燒時(shí)，會(huì)產(chǎn)生二氧化硫(SO2)及硫酸鹽顆粒物(sulfate particulate matter)，其是屬于嚴(yán)重有害物質(zhì)故對(duì)大眾健康會(huì)產(chǎn)生極大的傷害。而且，硫也會(huì)造成其他問題，例如催化劑轉(zhuǎn)換器的損害、內(nèi)燃機(jī)的部份銹蝕、 及日益嚴(yán)重的空氣污染。也因?yàn)槠图捌渌彤a(chǎn)品中所含有的硫會(huì)對(duì)外界造成危害，故美國(guó)的環(huán)境保護(hù)署(US Environmental ProtectionAgency)已經(jīng)頒發(fā)了相關(guān)的規(guī)定，將石油的硫含量上限由原先的300 ppm降至30ppm，而柴油的硫含量上限由原先的500ppm降至 15ppm,以確保社會(huì)大眾的安全與健康。加氫脫硫法是一種脫硫方法，其可以大規(guī)模地以公知的化學(xué)方式從柴油中將硫脫除。公知的加氫脫硫法為一種加氫處理程序(hydro-treatment process)，其是藉由氫氣與催化劑而將柴油中的含硫化合物進(jìn)行分解并形成硫化氫(hydrogen sulfide) 0然而，在脫硫程序中即使是少量未反應(yīng)的硫化氫也會(huì)造成很大的危害。硫化氫具有相當(dāng)激烈的毒性，曾經(jīng)在工作場(chǎng)所中造成大量人員的死亡，故對(duì)工作人員具有相當(dāng)大的威脅。此外，在美國(guó)環(huán)境保護(hù)署較新且較嚴(yán)格的規(guī)定下，在實(shí)行加氫脫硫程序時(shí)，氫氣從反應(yīng)器外壁泄露的機(jī)率會(huì)比較高。氧化脫硫法(oxidative desulfurization)是公知的一種適用于柴油的脫硫方式，此方法是依據(jù)以下的操作原理硫化合物的極性較碳?xì)浠衔餅楦?。此外，硫氧化物，例如砜，其極性也大于硫化物(sulfide)。更重要的是，從硫化物氧化成砜也較碳?xì)浠衔飦淼每烨胰菀?。因此，將極性較差的硫化物轉(zhuǎn)換成更具有極性的砜或亞砜(sulfoxide)，可以讓硫化合物較容易從化石燃料中萃取出來并溶于水相溶液中。在美國(guó)專利6，402，939中，描述了以下的技術(shù)方案藉由結(jié)合氧化脫硫法與超音波技術(shù)，以將有機(jī)硫化物從化石燃料中移除。其中，氧化脫硫法是藉由于水相流體中結(jié)合化石燃料與作為氧化劑的氫過氧化物而達(dá)成，而超音波則是施加在混合物上以增加混合物中各種物質(zhì)的反應(yīng)性。超音波輔助氧化脫硫程序(Ultrasound-assistedoxidative desulfurization，簡(jiǎn)稱UA0D)是在常溫常壓下實(shí)行，它可讓硫化合物從碳?xì)浠衔镏羞x擇性地被移除。然而，使用四基溴化銨(quaternary ammonium bromides)做為表面活性劑， 卻會(huì)產(chǎn)生溴化物等副產(chǎn)物。此外，脫硫程序所使用的超音波反應(yīng)器(sonoreactor)也具有不少缺點(diǎn)，例如需要極為昂貴的儀器，該儀器需要如RF放大器與函數(shù)產(chǎn)生器等技術(shù)上較復(fù)雜的零件，此外產(chǎn)生超音波也需要較高的電力消耗，另外需要較高的操作溫度(通常是在70 80°C )，而且長(zhǎng)久下來超音波也有可能對(duì)長(zhǎng)鏈的碳?xì)浠衔锂a(chǎn)生損害(例如產(chǎn)生裂解)。此外，需要將所對(duì)應(yīng)的函數(shù)產(chǎn)生器與RF放大器增大才能適用到較大規(guī)模的生產(chǎn)，這也造成了傳統(tǒng)的超音波反應(yīng)器或超音波脫硫裝置在大量生產(chǎn)上的限制。而且，在批次生產(chǎn)中，使用探針式反應(yīng)器(probe type reactor)并將超音波應(yīng)用在氧化脫硫方式雖然可將硫的移除率提高，然而全部的反應(yīng)物須結(jié)合在一起且被保持在一定的控制環(huán)境下一段時(shí)間，直到達(dá)成想要的反應(yīng)結(jié)果。也因此，這樣的反應(yīng)程序往往是較慢、花費(fèi)較多時(shí)間、且在處理程序結(jié)束前生產(chǎn)物必須處于分離的狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述的問題，本發(fā)明的其中一目的是提供一種適用于化石燃料的混合輔助氧化脫硫法。上述的化石燃料是與水相氧化劑溶液結(jié)合，此水相氧化劑溶液包括氫過氧化物溶液或臭氧溶液。該水相氧化劑溶液包括一作為表面活性劑的四級(jí)銨鹽，四級(jí)銨鹽是一種由帶正電且具有四個(gè)取代基的氮原子并搭配有帶負(fù)電的相對(duì)離子(coimterion)所組成的化合物。在本實(shí)施例中，四級(jí)銨鹽具有至少一包括8個(gè)以上碳原子的碳鏈。四級(jí)銨鹽是作為表面活性劑，以將硫化物轉(zhuǎn)化成砜的產(chǎn)量提高，且不會(huì)有溴化物等副產(chǎn)物的產(chǎn)生。本發(fā)明的另一目的是提供一種適用于化石燃料的混合輔助氧化脫硫法。上述的化石燃料是與水相氫過氧化物溶液或水相臭氧溶液相結(jié)合。該氫過氧化物溶液或臭氧溶液包括一四級(jí)銨鹽，該四級(jí)銨鹽是作為表面活性劑，以使有機(jī)相燃料中的硫化物轉(zhuǎn)化成砜的產(chǎn)量提高。該混合輔助氧化脫硫法使用多個(gè)混合槽與多個(gè)旋風(fēng)分離器，且無須使用到任何復(fù)雜、不可靠、且昂貴的超音波產(chǎn)生器。除此之外，由于未使用到任何超音波產(chǎn)生器，故無須在化石燃料的脫流程序中使用冷媒去冷卻多相的反應(yīng)介質(zhì)。而且，此混合輔助氧化脫硫法所需消耗的能量也少得多。此外，因?yàn)槠錈o須使用到函數(shù)產(chǎn)生器與RF放大器，故相較于傳統(tǒng)的超音波產(chǎn)生器或超音波脫硫法，該混合輔助氧化脫硫法較適于大規(guī)模的生產(chǎn)。而且，長(zhǎng)久下來，該混合輔助氧化脫硫法也不會(huì)對(duì)長(zhǎng)鏈的碳?xì)浠衔锂a(chǎn)生損害(例如產(chǎn)生裂解)。本發(fā)明的再一目的是提供一種連續(xù)流系統(tǒng)，該連續(xù)流系統(tǒng)是用于化石燃料氧化脫硫。該氧化脫硫系統(tǒng)為具有多個(gè)模塊化混合槽的連續(xù)流單元，該連續(xù)流單元包括至少兩個(gè)混合槽、混合器、至少兩個(gè)旋風(fēng)分離器、與一蒸發(fā)塔?；旌掀魇沁B接到每一個(gè)混合槽，其用于攪拌和混合以有效生成乳化泡沫，旋風(fēng)分離器是與混合槽連續(xù)式地相串連。蒸發(fā)塔是連接到其中一旋風(fēng)分離器與其中一混合槽，以產(chǎn)生砜。此外，為了處理更多的燃料并增加氧化， 可增加多組的混合槽與旋風(fēng)分離器，該多組的混合槽與旋風(fēng)分離器是分別與多個(gè)蒸發(fā)塔相并連或串連。上述一種從液態(tài)化石燃料移除硫化物的方法，包括(a)將氧化劑溶液、金屬催化劑、及表面活性劑相結(jié)合，以形成多相的反應(yīng)介質(zhì)； 及(b)在脫硫反應(yīng)器中，將該多相的反應(yīng)介質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)混合一段充分時(shí)間，以使液態(tài)化石燃料中的硫化物氧化為砜，且在脫硫反應(yīng)器中還形成有多個(gè)泡沫，以增加反應(yīng)面積并促進(jìn)反應(yīng)效率。上述的移除硫化物的方法，還包括使用一第一旋風(fēng)分離器，將油相流體從水相流體中分離。上述的移除硫化物的方法，還包括藉由極性溶液萃取器，將油相流體混合并從極性溶劑流體中分離出來。上述的移除硫化物的方法，還包括在極性溶液萃取器中產(chǎn)生多個(gè)泡沫，絕大多數(shù)的這些泡沫的直徑小于1mm。上述的移除硫化物的方法，還包括將含有表面活性劑、氧化劑溶液、及金屬催化劑的水相溶劑溶液進(jìn)行再循環(huán)。上述的移除硫化物的方法，還包括使用一第二旋風(fēng)分離器，將油相流體從極性溶劑流體中分離。上述的移除硫化物的方法，還包括將砜分離并聚集，用以產(chǎn)生基本上無砜存在的有機(jī)相流體。上述的移除硫化物的方法，其中所述表面活性劑為四級(jí)銨鹽，所述四級(jí)銨鹽具有四個(gè)取代基，這些取代基是選自于由具有1-20個(gè)碳原子的烷基、芳基、及芳烷基所構(gòu)成的群組中的一種材質(zhì)，其中至少一取代基為具有8個(gè)以上碳原子的烷基。上述的移除硫化物的方法，其中所述表面活性劑為四辛基鱗鹽。上述的移除硫化物的方法，其中所述氧化劑溶液包括過氧化氫、氫過氧化物、或臭氧。上述的移除硫化物的方法，其中液態(tài)化石燃料與氧化劑溶液的混合比約介于 1 1至Ij 1 3之間。上述的移除硫化物的方法，其中金屬催化劑為選自由鐵II離子化合物、鐵III離子化合物、銅I離子化合物、銅II離子化合物、鉻III離子化合物、鉻IV離子化合物、鉬酸鹽、鎢酸鹽、及釩酸鹽所構(gòu)成的群組中的一種材質(zhì)，該金屬催化劑與液態(tài)化石燃料及氧化劑溶液一同形成多相的反應(yīng)介質(zhì)。上述的移除硫化物的方法，其中金屬催化劑為磷鎢酸。上述的移除硫化物的方法，其中該液態(tài)化石燃料是選自于由原油、頁(yè)巖油、柴油、 汽油、煤油、液化石油氣、及石化殘余燃料油。上述的移除硫化物的方法，其中該液態(tài)化石燃料是柴油或柴油燃料摻合物。
一種從液態(tài)化石燃料移除硫化物的方法，包括(a)將氧化劑溶液、金屬催化劑、及表面活性劑相結(jié)合，以形成多相的反應(yīng)介質(zhì)，其中該氧化劑溶液包括臭氧；及(b)將多相的反應(yīng)介質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)混合一段充分時(shí)間，以使液態(tài)化石燃料中的硫化物氧化為砜。一種從液態(tài)化石燃料移除硫化物的方法，包括(a)將氧化劑溶液、金屬催化劑、及表面活性劑結(jié)合，以形成多相的反應(yīng)介質(zhì)，其中該表面活性劑包括四辛基鱗鹽；(b)將該多相的反應(yīng)介質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)混合一段充分時(shí)間，以使液態(tài)化石燃料中的硫化物氧化為砜。一種連續(xù)脫硫裝置，包括多個(gè)混合槽，每一混合槽連接有一混合器，該混合器是用以攪拌和混合，以產(chǎn)生多個(gè)泡沫，絕大多數(shù)的這些泡沫的直徑小于Imm ；多個(gè)旋風(fēng)分離器，這些旋風(fēng)分離器分別以串連的方式和混合槽相連接；—蒸發(fā)塔，該蒸發(fā)塔是連接到其中一旋風(fēng)分離器，該旋風(fēng)分離器用以產(chǎn)生基本上無砜存在的有機(jī)相。上述的連續(xù)脫硫裝置，其中所述混合器是與所述混合槽相連接，且所述混合槽連接有一再循環(huán)回路。上述的連續(xù)脫硫裝置，還包括一柴油供給槽，于該柴油供給槽內(nèi)容納有高含硫量的柴油燃料；一氧化劑供給槽，于該氧化劑供給槽內(nèi)容納有氧化劑水相溶液；一表面活性劑容器，于該表面活性劑容器中容納有表面活性劑；及一金屬催化劑容器，于該金屬催化劑容器中容納有金屬催化劑；其中，該多個(gè)混合槽包括一第一混合槽，該多個(gè)旋風(fēng)分離器包括一第一旋風(fēng)分離器，該第一旋風(fēng)分離器為柴油/水相分離槽；該柴油供給槽、該氧化劑供給槽、該表面活性劑容器、與該金屬催化劑容器是與該第一混合槽的入口相連接，而該第一旋風(fēng)分離器與該第一混合槽的出口相連接。上述的連續(xù)脫硫裝置，其中由所述第一旋風(fēng)分離器所分離出的水相流體是經(jīng)由一再循環(huán)回路而再循環(huán)至所述第一混合槽中。上述的連續(xù)脫硫裝置，其中于所述再循環(huán)回路中設(shè)有一催化劑活化容器。上述的連續(xù)脫硫裝置，其中所述多個(gè)混合槽還包括一第二混合槽，所述多個(gè)旋風(fēng)分離器還包括一第二旋風(fēng)分離器，所述第二混合槽為極性溶液萃取器且連接于所述第一旋風(fēng)分離器與所述第二旋風(fēng)分離器之間。上述的連續(xù)脫硫裝置，還包括一柴油保持槽，其中所述第二旋風(fēng)分離器將含硫量低的柴油分離出并儲(chǔ)存在該柴油保持槽中。上述的連續(xù)脫硫裝置，還包括一再循環(huán)回路，該再循環(huán)回路連接至該第二混合槽。上述的連續(xù)脫硫裝置，于所述再循環(huán)回路中設(shè)有一溶液恢復(fù)槽。上述的連續(xù)脫硫裝置，其中所述混合器為一超音波震蕩器、一機(jī)械攪拌式混合器、 或一高壓水柱混合器。一種連續(xù)脫硫裝置，包括一第一混合槽；一柴油供給槽，于該柴油供給槽內(nèi)容納有高含硫量的柴油燃料，該柴油供給槽是與該第一混合槽的入口相連接；一氧化劑供給槽，于該氧化劑供給槽內(nèi)容納有氧化劑水相溶液，該氧化劑供給槽是與該第一混合槽的入口相連接；一表面活性劑容器，于該表面活性劑容器中容納有表面活性劑，該表面活性劑容器是與該第一混合槽的入口相連接；一金屬催化劑容器，于該金屬催化劑容器中容納有金屬催化劑，該金屬催化劑容器是與該第一混合槽的入口相連接；一第一旋風(fēng)分離器，該第一旋風(fēng)分離器為柴油/水相分離槽且是以串連的方式和該第一混合槽相連接；一第二混合槽，該第二混合槽為極性溶液萃取器，該第二混合槽是與該第一旋風(fēng)分離器相連接；一第二旋風(fēng)分離器，該第二旋風(fēng)分離器與該第一旋風(fēng)分離器相連接，該第二旋風(fēng)分離器用以產(chǎn)生基本上無砜存在的有機(jī)相；一蒸發(fā)塔，該蒸發(fā)塔與該第二旋風(fēng)分離器相連接；及一柴油保持槽，該柴油保持槽是與該第二旋風(fēng)分離器相連接；其中，由該第一旋風(fēng)分離器所分離出的水相流體是經(jīng)由一再循環(huán)回路而再循環(huán)至該第一混合槽中，由該第二旋風(fēng)分離器所分離出的基本上無砜存在的有機(jī)相是傳輸至該蒸發(fā)塔，且該第二旋風(fēng)分離器是將含硫量低的柴油分離出并儲(chǔ)存在該柴油保持槽中。為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)更能明顯易懂，下文將以實(shí)施例并配合所附圖示，作詳細(xì)說明如下。


圖1示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的連續(xù)脫硫裝置。圖2示出了圖1的可攜式連續(xù)脫硫裝置的脫硫程序。
具體實(shí)施例方式許多深度脫硫方式必須耗費(fèi)較高的成本，在過去四十年中，科學(xué)家嘗試發(fā)展許多深度脫硫替代方式，其中，氧化脫硫?yàn)橐坏秃馁M(fèi)、高效率的深度脫硫技術(shù)。氧化脫硫必須選擇適當(dāng)?shù)拇呋瘎┘皬?qiáng)氧化劑，配合適當(dāng)?shù)谋砻婊钚詣?，這樣便可大幅提高油品脫硫效率；其反應(yīng)過程為將油品中的有機(jī)硫轉(zhuǎn)換成具極性的氧化硫，并以極性溶劑/吸附劑將硫去除。在此，氫過氧化物是指一種化合物，其分子結(jié)構(gòu)中的R代表著氫原子、有機(jī)基、或無機(jī)基。其中，R為有機(jī)基的氫過氧化物是可溶于水中，其例如為甲基氫過氧化物、乙基氫過氧化物、異丙基氫過氧化物、正丁基氫過氧化物、二丁基氫過氧化物、三丁基氫過氧化物、2-甲氧基-2-丙基氫過氧化物Q-methoxy-2-propylhydroperoxide)、三戊基氫過氧化物(tert-amyl hydroperoxide)、及環(huán)己基氫過氧化物。此外，R為無機(jī)基的氫過氧化物例如為過氧亞硝酸、過磷酸、及過硫酸。較佳的氫過氧化物為過氧化氫(其中R為氫原子) 及三烷基過氧化物，該三烷基過氧化物例如為三丁基過氧化物。將化石燃料與氧化劑水相溶液(oxidizer aqueous solution)進(jìn)行混合便形成水相流體(aqueous fluid)，其中氧化劑水相溶液包括過氧化氫、氫過氧化物、或臭氧。液體化石燃料與氧化劑水相溶液的相對(duì)比例約介于1 1至1 3之間，較佳約為1 1.25。在氧化劑水相溶液中，氫過氧化物的濃度是介于至30%。雖然相對(duì)比例會(huì)影響到程序上的有效性與流體處理上的難易度，但它在本發(fā)明中并不是至關(guān)緊要。然而，在大部份的案例中，將臭氧添加至氧化劑水相溶液中可產(chǎn)生較佳的效果，添加臭氧的方法例如是藉由臭氧產(chǎn)生器(型號(hào)=Pacific Ozone L22)將臭氧氣泡打進(jìn)水相液體中或?qū)⒊粞踔苯哟蛉胫寥芤褐?。其中，臭氧的流率主要是介于O.Olg/hr到lg/hr間。此外，臭氧在氧化劑水相溶液中的濃度是介于0. 01g/L到lg/L，且較佳是處于飽和狀態(tài)。氫過氧化物相對(duì)于化石燃料與水相溶液的含量仍可有所改變，雖然轉(zhuǎn)換率只可能隨著氫過氧化物的比例而有些微的變化。當(dāng)氫過氧化物為過氧化氫，且其體積相對(duì)約占整個(gè)水相與有機(jī)相溶液的到30%時(shí)，較佳比例為3%到30%時(shí)，以得到較佳的結(jié)果。對(duì)于過氧化氫之外的其他氫過氧化物，其較佳的相對(duì)體積量為相應(yīng)的穆爾量(molar amount)。在此實(shí)施例中，金屬催化劑是被包含在反應(yīng)系統(tǒng)中，以規(guī)范羥基自由基的活性，此羥基自由基是由氫過氧化物所產(chǎn)生。此金屬催化劑例如為過渡金屬催化劑(transition metal catalysts)、芬頓催化劑(Fenton catalysts，S卩亞鐵鹽)、或金屬離子催化劑 (metal ioncatalysts)，上述的金屬離子催化劑的金屬離子例如為鐵II離子、鐵III離子、銅I離子、銅II離子、鉻III離子、鉻VI離子、鉬離子、鎢離子、及釩離子。對(duì)于某些系統(tǒng)，例如原油系統(tǒng)，芬頓催化劑是較佳地。對(duì)于其他的系統(tǒng)，例如柴油系統(tǒng)及其他二苯基噻吩為重要組成物的系統(tǒng)，鎢酸鹽則為較佳的金屬催化劑。其中，鎢酸鹽包括鎢酸、取代基鎢酸(substituted tungstic acids)、或金屬鎢酸鹽，此取代基鎢酸例如為磷鎢酸。上述的金屬催化劑的添加量必須達(dá)到催化有效量(catalytically effective amount)的程度，所謂的催化有效量是指可將反應(yīng)過程朝向預(yù)定目標(biāo)(即將將硫化物氧化成砜)反應(yīng)的量。在大部分的案例中，當(dāng)氫過氧化物的溶液為25克時(shí)，催化有效量是介于0. 01公克至0. 5公克 (約3%到30%的體積濃度)，較佳為0. 2公克。在本實(shí)施例中，表面活性劑為四辛基磷鹽 (Tetraoctylphosphonium salt)，此四辛基磷鹽例如為四辛基溴化磷、四辛基氯化磷、四辛基碘化磷、四辛基醋酸磷、或四辛基鉻化磷。上述的四辛基磷鹽的化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下
權(quán)利要求
1.一種從液態(tài)化石燃料移除硫化物的方法，其特征在于，包括(a)將氧化劑溶液、金屬催化劑、及表面活性劑相結(jié)合，以形成多相的反應(yīng)介質(zhì)；及(b)在脫硫反應(yīng)器中，將該多相的反應(yīng)介質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)混合一段充分時(shí)間，以使液態(tài)化石燃料中的硫化物氧化為砜，且在脫硫反應(yīng)器中還形成有多個(gè)泡沫，以增加反應(yīng)面積并促進(jìn)反應(yīng)效率。
2.如權(quán)利要求1所述的移除硫化物的方法，其特征在于，還包括使用一第一旋風(fēng)分離器，將油相流體從水相流體中分離。
3.如權(quán)利要求2所述的移除硫化物的方法，其特征在于，還包括藉由一極性溶液萃取器，將油相流體混合并從一極性溶劑流體中分離出來。
4.如權(quán)利要求3所述的移除硫化物的方法，其特征在于，還包括在極性溶液萃取器中產(chǎn)生多個(gè)泡沫，絕大多數(shù)的這些泡沫的直徑小于1mm。
5.如權(quán)利要求2所述的移除硫化物的方法，其特征在于，還包括將含有表面活性劑、 氧化劑溶液、及金屬催化劑的水相溶劑溶液進(jìn)行再循環(huán)。
6.如權(quán)利要求2所述的移除硫化物的方法，其特征在于，還包括使用一第二旋風(fēng)分離器，將油相流體從極性溶劑流體中分離。
7.如權(quán)利要求6所述的移除硫化物的方法，其特征在于，還包括將砜分離并聚集，用以產(chǎn)生基本上無砜存在的有機(jī)相流體。
8.如權(quán)利要求1所述的移除硫化物的方法，其特征在于，其中該表面活性劑為四級(jí)銨鹽，該四級(jí)銨鹽具有四個(gè)取代基，這些取代基是選自于由具有1-20個(gè)碳原子的烷基、芳基、 及芳烷基所構(gòu)成的群組中的一種材質(zhì)，其中至少一取代基為具有8個(gè)以上碳原子的烷基。
9.如權(quán)利要求8所述的移除硫化物的方法，其特征在于，其中該表面活性劑為四辛基麟鹽ο
10.如權(quán)利要求1所述的移除硫化物的方法，其特征在于，其中該氧化劑溶液包括過氧化氫、氫過氧化物、或臭氧。
11.如權(quán)利要求1所述的移除硫化物的方法，其特征在于，其中液態(tài)化石燃料與氧化劑溶液的混合比約介于11到13之間。
12.如權(quán)利要求1所述的移除硫化物的方法，其特征在于，其中金屬催化劑為選自由鐵 II離子化合物、鐵III離子化合物、銅I離子化合物、銅II離子化合物、鉻III離子化合物、 鉻IV離子化合物、鉬酸鹽、鎢酸鹽、及釩酸鹽所構(gòu)成的群組中的一種材質(zhì)，該金屬催化劑與液態(tài)化石燃料及氧化劑溶液一同形成多相的反應(yīng)介質(zhì)。
13.如權(quán)利要求12所述的移除硫化物的方法，其特征在于，其中金屬催化劑為磷鎢酸。
14.如權(quán)利要求1所述的移除硫化物的方法，其特征在于，其中該液態(tài)化石燃料是選自于由原油、頁(yè)巖油、柴油、汽油、煤油、液化石油氣、及石化殘余燃料油。
15.如權(quán)利要求1所述的移除硫化物的方法，其特征在于，其中該液態(tài)化石燃料是柴油或柴油燃料摻合物。
16.一種從液態(tài)化石燃料移除硫化物的方法，其特征在于，包括(a)將氧化劑溶液、金屬催化劑、及表面活性劑相結(jié)合，以形成多相的反應(yīng)介質(zhì)，其中該氧化劑溶液包括臭氧；及(b)將多相的反應(yīng)介質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)混合一段充分時(shí)間，以使液態(tài)化石燃料中的硫化物氧化為砜。
17.一種從液態(tài)化石燃料移除硫化物的方法，其特征在于，包括(a)將氧化劑溶液、金屬催化劑、及表面活性劑結(jié)合，以形成多相的反應(yīng)介質(zhì)，其中該表面活性劑包括四辛基鱗鹽；(b)將該多相的反應(yīng)介質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)混合一段充分時(shí)間，以使液態(tài)化石燃料中的硫化物氧化為砜。
18.一種連續(xù)脫硫裝置，其特征在于，包括多個(gè)混合槽，每一混合槽連接有一混合器，該混合器是用以攪拌和混合，以產(chǎn)生多個(gè)泡沫，絕大多數(shù)的這些泡沫的直徑小于Imm ；多個(gè)旋風(fēng)分離器，這些旋風(fēng)分離器分別以串連的方式和混合槽相連接；一蒸發(fā)塔，該蒸發(fā)塔是連接到其中一旋風(fēng)分離器，該旋風(fēng)分離器用以產(chǎn)生基本上無砜存在的有機(jī)相。
19.如權(quán)利要求18所述的連續(xù)脫硫裝置，其特征在于，其中該混合器是與該混合槽相連接，且該混合槽連接有一再循環(huán)回路。
20.如權(quán)利要求18所述的連續(xù)脫硫裝置，其特征在于，還包括一柴油供給槽，于該柴油供給槽內(nèi)容納有高含硫量的柴油燃料；一氧化劑供給槽，于該氧化劑供給槽內(nèi)容納有氧化劑水相溶液；一表面活性劑容器，于該表面活性劑容器中容納有表面活性劑；及一金屬催化劑容器，于該金屬催化劑容器中容納有金屬催化劑；其中，該多個(gè)混合槽包括一第一混合槽，該多個(gè)旋風(fēng)分離器包括一第一旋風(fēng)分離器，該第一旋風(fēng)分離器為柴油/水相分離槽；該柴油供給槽、該氧化劑供給槽、該表面活性劑容器、與該金屬催化劑容器是與該第一混合槽的入口相連接，而該第一旋風(fēng)分離器與該第一混合槽的出口相連接。
21.如權(quán)利要求20所述的連續(xù)脫硫裝置，其特征在于，其中由該第一旋風(fēng)分離器所分離出的水相流體是經(jīng)由一再循環(huán)回路而再循環(huán)至該第一混合槽中。
22.如權(quán)利要求21所述的連續(xù)脫硫裝置，其特征在于，其中于該再循環(huán)回路中設(shè)有一催化劑活化容器。
23.如權(quán)利要求20所述的連續(xù)脫硫裝置，其特征在于，其中該多個(gè)混合槽還包括一第二混合槽，該多個(gè)旋風(fēng)分離器還包括一第二旋風(fēng)分離器，該第二混合槽為極性溶液萃取器且連接于該第一旋風(fēng)分離器與該第二旋風(fēng)分離器之間。
24.如權(quán)利要求23所述的連續(xù)脫硫裝置，其特征在于，還包括一柴油保持槽，其中該第二旋風(fēng)分離器將含硫量低的柴油分離出并儲(chǔ)存在該柴油保持槽中。
25.如權(quán)利要求23所述的連續(xù)脫硫裝置，其特征在于，還包括一再循環(huán)回路，該再循環(huán)回路連接至該第二混合槽。
26.如權(quán)利要求25所述的連續(xù)脫硫裝置，其特征在于，于該再循環(huán)回路中設(shè)有一溶液恢復(fù)槽。
27.如權(quán)利要求18所述的連續(xù)脫硫裝置，其特征在于，其中該混合器為一超音波震蕩器、一機(jī)械攪拌式混合器、或一高壓水柱混合器。
28.—種連續(xù)脫硫裝置，其特征在于，包括一第一混合槽；一柴油供給槽，于該柴油供給槽內(nèi)容納有高含硫量的柴油燃料，該柴油供給槽是與該第一混合槽的入口相連接；一氧化劑供給槽，于該氧化劑供給槽內(nèi)容納有氧化劑水相溶液，該氧化劑供給槽是與該第一混合槽的入口相連接；一表面活性劑容器，于該表面活性劑容器中容納有表面活性劑，該表面活性劑容器是與該第一混合槽的入口相連接；一金屬催化劑容器，于該金屬催化劑容器中容納有金屬催化劑，該金屬催化劑容器是與該第一混合槽的入口相連接；一第一旋風(fēng)分離器，該第一旋風(fēng)分離器為柴油/水相分離槽且是以串連的方式和該第一混合槽相連接；一第二混合槽，該第二混合槽為極性溶液萃取器，該第二混合槽是與該第一旋風(fēng)分離器相連接；一第二旋風(fēng)分離器，該第二旋風(fēng)分離器與該第一旋風(fēng)分離器相連接，該第二旋風(fēng)分離器用以產(chǎn)生基本上無砜存在的有機(jī)相；一蒸發(fā)塔，該蒸發(fā)塔與該第二旋風(fēng)分離器相連接；及一柴油保持槽，該柴油保持槽是與該第二旋風(fēng)分離器相連接； 其中，由該第一旋風(fēng)分離器所分離出的水相流體是經(jīng)由一再循環(huán)回路而再循環(huán)至該第一混合槽中，由該第二旋風(fēng)分離器所分離出的基本上無砜存在的有機(jī)相是傳輸至該蒸發(fā)塔，且該第二旋風(fēng)分離器是將含硫量低的柴油分離出并儲(chǔ)存在該柴油保持槽中。
全文摘要
本發(fā)明提供一種化石燃料的脫硫方法，此脫硫方法是藉由將化石燃料與水相混合物相結(jié)合以形成一混合物，該混合物經(jīng)過反應(yīng)式混合后在燃料中形成硫的氧化物。其中，上述的水相混合物是臭氧或氫過氧化物與作為表面活性劑的四辛基磷鹽混合而成。其中，具有極性的砜可藉由另一個(gè)混合步驟而移除。另外，除硫裝置提供連續(xù)式混合輔助的脫硫功能，以將化石燃料(例如柴油)中的硫移除。
文檔編號(hào)C10G27/04GK102337149SQ20101060108
公開日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2010年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月20日
發(fā)明者萬孟瑋, 盧明俊, 林欣棟 申請(qǐng)人:萬孟瑋, 盧明俊, 林欣棟