[发明专利]利用三乙二醇-金属硝酸盐复合溶剂从燃油中萃取脱氮的方法

说明书

本发明涉及一种利用三乙二醇‑金属硝酸盐复合溶剂从燃油中萃取脱氮的方法。将金属硝酸盐与三乙二醇按照特定比例混合均匀后作为复合萃取剂，在20‑50℃搅拌条件下与燃油混合进行萃取，经静置分层和液液分离操作后得到脱氮燃油，大量测试结果表明该方法的脱氮率高达99％。本发明利用金属硝酸盐的强Lewis酸性，使得该复合萃取剂与燃油中的有机氮发生较强的Lewis酸碱络合反应，从而显著提高了脱氮性能。该新型复合萃取剂具有选择性高、脱氮彻底且快速、成本低等优点，工业应用前景广阔。

技术领域

本发明涉及石油化工及环保技术领域，具体涉及一种利用三乙二醇-金属硝酸盐复合溶剂从燃油中萃取脱氮的方法。

背景技术

随着我国经济快速发展，汽油、柴油等燃油的需求大幅增长。燃油中的有机氮不仅会影响产品色度和抗氧化安定性，在燃烧过程中还会释放大量氮氧化物，这些污染性气体一旦排入大气中极易形成雾霾(PM2.5)导致严重的环境问题，因此有必要尽可能脱除燃油中的氮化物。分析结果表明，燃油中的有机氮化物主要包括吡啶、喹啉、吡咯和吲哚等。工业上通常采用加氢技术脱除燃油中的氮，但加氢反应条件苛刻(高温高压)、对催化剂要求较高、设备投资和运行成本过高，这些缺点和不足使其在工业化生产中受到很多限制。

为使燃油脱氮工艺条件更加温和，一些可替代的非加氢脱氮技术应运而生，如萃取、吸附、氧化和光催化等。其中萃取工艺可在温和条件下对燃油进行脱氮，且操作简单，因此受到广泛关注。为此发明人团队早在2017年就已提出利用聚乙二醇及其改性化合物从燃油中萃取脱氮的方法(参见中国专利CN107937013B)，其中聚乙二醇及其改性化合物中的醚键、羟基虽然能与燃油中的N发生作用，但该作用强度不够导致脱氮性能和选择性依然有待提升，与此同时聚乙二醇二羧酸由于羧基酸性强显现出了优异的脱氮性能。聚乙二醇虽然较为便宜但脱氮性能相对不佳，而聚乙二醇二羧酸的脱氮性能虽好但是原料成本较高，这些不利因素都限制了聚乙二醇及其改性化合物在燃油脱氮方面的工业应用前景。此后发明人团队陆续开发出了一系列不同种类的燃油脱氮萃取剂，包括聚醚胺-甲酸(CN109355091B)、聚乙二醇二羧酸-季铵盐(CN109181747B)、聚乙烯亚胺(CN108059972B)等。

在上述基础上，发明人继续开拓进取不懈努力，又成功研发出了一种基于三乙二醇-金属硝酸盐复合溶剂的燃油萃取脱氮方法。该方法将金属硝酸盐均匀分散在三乙二醇中，利用金属硝酸盐Lewis酸性强、极性大的特点，很好的弥补了纯三乙二醇酸性不足的缺点，由此得到的三乙二醇-金属硝酸盐复合溶剂与燃油中的碱性氮能够发生强烈的Lewis酸碱络合反应，进而促进燃油中氮化物(尤其是碱性氮)的脱除并实现较高的脱氮率。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种燃油脱氮复合萃取剂，该复合萃取剂包括三乙二醇、金属硝酸盐。

进一步的，所述金属硝酸盐具体为硝酸银、硝酸铁、硝酸钴、硝酸镍、硝酸铜、硝酸锌、硝酸钯、硝酸铬、硝酸锰中的至少一种。选用的金属盐除了需具有较强的Lewis酸性外，还必须与三乙二醇具有较好的互溶度，由此排除了硫酸盐等其他金属盐。

更进一步的，所述金属硝酸盐不含结晶水和游离水，为保证这一点原料在使用前需充分干燥。

进一步的，该复合萃取剂中金属硝酸盐的质量分数为0.5％-3％。

进一步的，该复合萃取剂由三乙二醇、金属硝酸盐混合而成，即双组份。

本发明的另一重目的在于提供一种利用上述复合萃取剂从燃油中脱氮的方法，具体过程如下：将上述复合萃取剂与燃油混合后进行萃取，接着静置分液即可。

进一步的，复合萃取剂与燃油混合时的质量比为0.02-2。

更进一步的，复合萃取剂中金属硝酸盐与燃油中N的摩尔比为0.5-4。

进一步的，萃取温度为20-50℃，萃取时间为5-30min，萃取过程中保持搅拌。