[发明专利]一种哌啶类离子液体催化氧化燃油脱硫的方法

说明书

技术领域

本发明属于油品加工技术领域，具体涉及一种哌啶类离子液体催化氧化燃油脱硫的方法。

背景技术

随着经济的发展，柴油作为一种石油炼制产品，在各国燃料结构中均占有较高的份额，已成为重要的动力燃料，被广泛应用于柴油汽车、铁路内燃机车、船舶、大型发动机组等。柴油发动机以其功率大、热效率高、动力强劲、经济性能好、耐久可靠等优点受到人们的青睐，但是，柴油机的废气中主要含有S0_x、NO_x、CO以及颗粒物等，其中S0_x对环境危害日趋严重。因此，严格限制油品中硫的含量，最大限度的减少有害物质硫化物的排放已成为世界各国作为实现可持续发展战略目标的内容之一。低硫甚至无硫清洁燃油成为了世界燃料油生产的必然趋势，国际上对燃料油中硫含量要求也越来越严格。

加氢脱硫是工业上广泛采用的有效脱硫方法，相对于其他方法而言，加氢脱硫是较成熟的工艺。加氢脱硫的硫含量降到一定程度，噻吩及其衍生物(例如4,6-DMDBT)等主要含硫化合物通过HDS很难脱除，要求高温高压、氢环境和贵金属催化剂才可以实现。离子液体是一种绿色溶剂。此外，离子液体的极性，亲水、亲脂性，催化活性等性质可以通过阴离子和阳离子的变化来进行调节，因此被称为“可设计型溶剂”。等首次将离子液体应用在燃油的萃取脱硫中，所用的离子液体是[Bmim]Cl/AlCl₃，但该种离子液体对水和空气敏感，脱硫率不高，并且易使汽油中烯烃聚合。Lo等（Green Chem.,2003,639-642）将离子液体与过氧化氢水溶液/乙酸混合体系用于燃油的脱硫，并且加入双氧水作为氧化剂进行氧化脱硫，使用的离子液体主要是[C₄mim]PF₆，[C₈mim]PF₆，[C₄mim]BF₄和[C₈mim]BF₄，虽然该方法极大提升了脱硫率，但仍然不够理想。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，是提供一种哌啶类离子液体催化氧化燃油脱硫的方法，该方法可以实现高效脱硫。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种哌啶类离子液体催化氧化燃油脱硫的方法，以哌啶类离子液体为催化剂，将催化剂、溶剂、燃油与过氧化氢水溶液混合，搅拌条件下反应温度为10～50℃，反应时间为0.5～3h，反应结束后分离出上层油相即为脱硫后的油品。

其中，所述燃油为原油、或燃料油、或原油精炼过程中的半成品油。

其中，所述的哌啶类离子液体简称[C_nmpip]FeCl₄，n为4或8或12；所述的哌啶类离子液体具有如下结构：

其中R为C₄H₉、或C₈H₁₇、或C₁₂H₂₅。

上述哌啶类离子液体催化剂可以从市场上购买或者按照如下方法合成得到：称取0.987g(3mmol)K₃Fe(CN)₆和9mmol[C_nmim]BF₄(n=2,4,8)在烧杯中，加入50mL蒸馏水在30℃搅拌24h。过滤除去白色沉淀，滤液通过减压蒸馏除去溶剂，得到的固体通过甲醇洗涤纯化，得到的黄绿色固体在40℃真空干燥箱中烘干24h。

其中，所述的溶剂为离子液体，具体为[C₄mim]BF₄、[C₄mim]PF₆、[C₈mim]BF₄或[C₈mim]PF₆。

其中，催化剂的物质的量与燃油中含硫物质的量比的0.25～2：1。

其中，溶剂的质量与燃油质量比为0.1～1：1。

其中，过氧化氢水溶液中，溶质过氧化氢的浓度为5～30wt%。

其中，过氧化氢的物质的量与燃油中含硫物质的量的比为2～10：1。

有益效果：本发明具有以下优点：

（1）所用催化剂催化脱硫效率高，可达到97.1%。

（2）反应在常温常压下进行，不需要氢气和加压设备，对人和环境无害。