[发明专利]一种高效脱除油品中氮化物的方法

说明书

本发明公开了一种利用多磺酸根离子液体脱除油品中氮化物的方法，该方法是向油品中加入多磺酸根离子液体，使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。本发明的离子液体用于油品中氮化物的转化脱除具有较高的脱除效率，一方面该离子液体的强酸性可以将以吲哚为代表的非碱性氮化物质子化并进一步反应生成寡聚体转化脱除；另一方面可以将以吡啶为代表的碱性氮化物进行磺酸化转化为3‑吡啶磺酸脱除；也可以促使油品中的噻吩类含硫化合物与烯烃类化合物发生烷基化进而大大降低了含硫化合物对脱氮过程中造成的干扰。

技术领域

本发明属于石油化工技术领域，涉及一种脱除油品中氮氧化物的方法，特别是涉及一种利用多磺酸根离子液体脱除油品中氮化物的方法。

背景技术

随着我国经济的快速发展，煤、石油、天然气三大化石燃料的消耗量逐渐增大，其中作为交通运输主要燃料的石油产品在创造大量经济价值的同时，其燃烧产生的各种废气对大气造成的污染也日益严重。随着环保压力的日益增大，对燃油的清洁化生产提出了更加严格的要求。

油品中氮化物的脱除是燃料油清洁化生产面临的一大难题，常规脱除氮化物的方法有加氢脱氮和非加氢脱氮。加氢脱氮具有效果好、油收率高等优势，但是其处理成本高。非加氢脱氮代表工艺是萃取法，但常规的萃取剂为酸或有机溶剂，其存在消耗量大、污染环境、腐蚀设备、回收利用困难难等问题。离子液体作为最具发展潜力的绿色溶剂和催化剂，在诸多方面显示了独特的性能，将离子液体用于燃料油脱氮，不仅可实现产品的绿色化，而且能实现过程的绿色化，完全符合“绿色化学”的要求。近年来，利用离子液体脱除燃料油中氮化物的技术受到越来越多研究人员的重视。

中国专利201310241817.3 采用一种N，N-二甲苯胺类离子液体作为萃取剂用于油品中氮化物的脱除，其能够在温和条件下高效脱除模拟油品中的苯胺、吡啶、喹啉和吲哚等杂环类氮化物，但是其存在剂油比较大、对真实的93#汽油中氮化物的脱除效率有限等缺陷。

发明内容

针对目前常规离子液体在脱除油品中氮化物的过程中存在的剂油比高、成本高昂、对油品中非碱性氮脱除困难以及对实际油品中氮化物脱除能力有限等问题，本发明公开了一种利用多磺酸根离子液体脱除油品中氮化物的方法，可以将油品中氮化物进行高效转化脱除。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：

本发明公开了一种脱除油品中氮化物的方法，向油品中加入多磺酸根离子液体，使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；其中所述多磺酸根离子液体的结构式为：

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作为一种优选实施方式，将多磺酸根离子液体与油品按照1g/400mL的质量体积比混合，在室温条件下搅拌20~30min，使油品中的非碱性氮化物反应生成寡聚体，碱性氮化物转化为3-吡啶磺酸。优选地，所述非碱性氮化物主要为吲哚，所述碱性氮化物为主要吡啶，当然也可以对其它非碱性/碱性氮化物进行全部或部分脱除，以实现油品中非碱性/碱性氮化物最大程度的脱除。

作为一种优选实施方式，所述多磺酸根离子液体是通过如下步骤制备而成的：

1)将1,4-丁烷磺酸内酯与三苯基磷按1:1的摩尔比混合后置于微波反应器中，在400~600w的功率下于60~90^oC反应30min~2h后，进行真空抽滤并用无水丙酮洗净后进行真空干燥得到物质M；

2)将物质M与98wt%的浓硫酸按1:4的摩尔比在室温条件下混合均匀后，放入微波反应器中，于300w的功率下在120^oC条件下反应30min，然后进行真空抽滤并用无水丙酮洗涤2~3次后真空干燥，得到多磺酸根离子液体。

以下是本发明所述方法对油品中含氮化合物脱除情况的验证。

1.模拟油品的配置：