專利名稱：一種基于低粘度離子液體的油品深度脫硫方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到以低粘度離子液體為萃取劑來脫除石油化工領(lǐng)域油品中含硫化合物的方法。本發(fā)明所涉及的油品包括原油、石油煉制過程中的半成品油(例如FCC汽油、熱裂化汽油、鍋爐用燃料油等)、市面所售成品油(93#汽油、5#柴油、航空煤油等)。
背景技術(shù)：
隨著機(jī)動車持有量地急劇增加，車用燃料油(汽油、柴油)中的含硫化合物燃燒生成SOx已成為造成空氣污染的主要原因之一，為此，世界各國嚴(yán)格限制燃料油中的硫含量， 目前歐美要求硫含量低于IOppm(歐IV)，中國要求硫含量一般約為IO2PPm(國II 國III， GB17930-1999、GB17930-2006)，北京要求硫含量低于50ppm(國IV)，而這些燃料油標(biāo)準(zhǔn)還將進(jìn)一步提高；另外，一些低質(zhì)燃料油在船舶鍋爐燃料、加熱爐燃料、冶金爐和其它工業(yè)爐燃料中的應(yīng)用，也引起了嚴(yán)重的環(huán)境問題。因此，最大限度地脫除含硫化合物是當(dāng)前油品生產(chǎn)行業(yè)面臨的一個挑戰(zhàn)和任務(wù)。目前工業(yè)上主要采用催化加氫的方法，把硫化物轉(zhuǎn)化成進(jìn)行脫除，此法能有效脫除鏈狀硫化物(如硫醚、硫醇、二硫化物等)，但催化位阻和吸附作用導(dǎo)致噻吩、苯并噻吩、二苯并噻吩等雜環(huán)硫化物很難被脫除干凈，另外，催化加氫還有操作條件苛刻(高溫 /300°C，高壓/4. OMPa)、成本及能耗高、烯烴副反應(yīng)(辛烷值降低)、油品易結(jié)焦等缺點。因此，新的油品深度脫硫技術(shù)亟待開發(fā)。離子液體是一類離子態(tài)有機(jī)鹽，具有與常規(guī)有機(jī)分子型溶劑完全不同的特性，例如對有機(jī)物/無機(jī)物具有良好的選擇性溶解/吸收能力、高的熱化學(xué)穩(wěn)定性、不可燃/爆等，由于不具有揮發(fā)性，使它們被譽(yù)為“綠色溶劑”，從而成為綠色化學(xué)領(lǐng)域的一個研究熱點。近年來，離子液體在清潔油品生產(chǎn)中的應(yīng)用研究已經(jīng)成為人們關(guān)注的焦點，研究結(jié)果表明咪唑離子液體(如咪唑氯化鋁鹽，四氟化硼酸鹽，六氟化磷酸鹽，三氟甲磺酰胺鹽，硫酸酯鹽，磷酸酯鹽等，專利CN200410037677、CN03137916及CN2006100665%)對油品中的雜環(huán)硫化物有良好的溶解萃取能力。盡管離子液體從油品中萃取雜環(huán)硫化物展現(xiàn)出了良好的應(yīng)用前景，但這些離子液體的粘度普遍較高(約為102cp，比常規(guī)有機(jī)溶劑高約2個數(shù)量級)， 粘度高不但會影響離子液體的處理(如移注、輸送、混合等)，而且會降低離子液體的分散性、減小萃取過程中的傳質(zhì)速率、導(dǎo)致較長的萃取平衡時間，為了增加傳質(zhì)速率、減少萃取時間，往往需要升高溫度，這又會導(dǎo)致能耗高和萃取量降低。因此，粘度高已成為制約離子液體在油品萃取分離雜環(huán)硫化物應(yīng)用中的一個瓶頸?；谝陨涎芯楷F(xiàn)狀，本發(fā)明合成了一系列基于咪唑類二氰胺鹽低粘度離子液體， 并將其應(yīng)用于油品深度脫硫，結(jié)果表明這些離子液體能夠高效地脫除油品中的雜環(huán)類含硫化合物，而且離子液體易再生，可重復(fù)利用性好。本發(fā)明具有廣闊的實際工業(yè)應(yīng)用前景，為油品的深度脫硫提供了一種新方法
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及以咪唑類二氰胺鹽低粘度離子液體為萃取劑，對油品進(jìn)行深度萃取脫硫的新方法。脫硫條件更加溫和，脫硫溫度更低，脫硫速率更快，經(jīng)過3次連續(xù)萃取，就可將雜環(huán)類含硫化合物幾乎徹底脫除干凈，并且，離子液體易再生，可重復(fù)利用性好。本發(fā)明所涉及的油品包括原油、石油煉制過程中的半成品油(例如FCC汽油、熱裂化汽油、鍋爐用燃料油等)、市面所售成品油(93#汽油、5#柴油、航空煤油等)。本發(fā)明中使用的離子液體為咪唑類二氰胺鹽，陽離子為多烷基咪唑，陰離子為二氰胺根，其結(jié)構(gòu)如下
權(quán)利要求
1.一種基于低粘度離子液體的油品深度脫硫方法，其特征是采用低粘度離子液體為萃取劑，在一定溫度和壓力下，萃取分離油品中的雜環(huán)類含硫化合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所用的脫硫萃取劑為陽離子為咪唑類的低粘度二氰胺鹽離子液體，其中陽離子為多烷基取代的咪唑陽離子，取代位置可以在咪唑環(huán)上的1 5位，烷基碳鏈長度在0 10之間，而且每個取代基的長度可以不同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所用的油品包括原油、石油煉制過程中的半成品油(例如FCC汽油、熱裂化汽油、鍋爐用燃料油等)、市面所售成品油(93#汽油、5# 柴油、航空煤油等)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于油品的含硫量在5ppm IOOOOppm之間，含硫化合物為雜環(huán)類含硫化合物(如噻吩、苯并噻吩、二苯并噻吩等)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于劑油比在1 50 2 1之間，這里的劑油比指的是離子液體與油品的質(zhì)量比。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于脫硫溫度在271 371之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于脫硫壓力在0.Iatm 50atm之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于脫硫時間控制在Imin 120min之間。
全文摘要
本發(fā)明是一種基于低粘度離子液體的油品深度脫硫方法，該方法以低粘度的咪唑類二氰胺鹽離子液體為萃取劑，對油品中的雜環(huán)類含硫化合物進(jìn)行脫除。本發(fā)明與傳統(tǒng)離子液體萃取脫硫方法相比，脫硫條件更加溫和，脫硫溫度更低，脫硫速率更快，例如，在常溫下，5分鐘之內(nèi)對噻吩和二苯并噻吩的單次脫硫率分別高達(dá)40％和50％左右。該方法不但脫硫效率高，而且離子液體易再生、可重復(fù)利用，脫硫條件溫和，對環(huán)境友好、工藝簡單、操作方便、易于實現(xiàn)工業(yè)化。
文檔編號C10G21/20GK102250639SQ20101017504
公開日2011年11月23日 申請日期2010年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月18日
發(fā)明者于光認(rèn), 李析, 陳曉春 申請人:北京化工大學(xué)