一种新型低共熔溶剂的模拟汽油萃取脱硫方法技术

本发明专利技术属于萃取剂合成与脱硫技术领域，具体公开了一种新型低共熔溶剂的模拟汽油萃取脱硫方法，采用的具体方案是：以咪唑及其衍生物和四丁基溴化铵为原料，通过低温共熔合成低共熔溶剂，然后将低共熔溶剂和模拟汽油混合，于一定温度下搅拌一定时间，将低共熔溶剂相分离，取模拟汽油相。本发明专利技术的方法操作流程简单、低能耗、成本低、效果显著，4次萃取后脱硫率可高达95％。

A new type of low eutectic solvent for desulfurization by simulated gasoline extraction

The invention belongs to the field of extractant synthesis and desulfurization technology, and specifically discloses a new low eutectic solvent simulated gasoline extraction desulfurization method. The specific scheme is to synthesize low eutectic solvent by using imidazole and its derivatives and four Butyl Ammonium bromide to synthesize low eutectic solvent through low temperature eutectic, and then low eutectic solvent and simulated gasoline. The mixture was mixed at a certain temperature for a certain period of time to separate the eutectic solvent and simulate the gasoline phase. The method of the invention has the advantages of simple operation process, low energy consumption, low cost and remarkable effect, and the desulphurization rate can reach 95% after 4 extraction.

【技术实现步骤摘要】
一种新型低共熔溶剂的模拟汽油萃取脱硫方法
本专利技术属于萃取剂合成与脱硫
，特别涉及一种新型低共熔溶剂的模拟汽油萃取脱硫方法。
技术介绍
随着世界经济和汽车工业的迅速发展，化石能源的需求量持续增大，然而油品中的大量含硫化合物的燃烧加重了环境的负担，一方面会造成严重的大气污染，含硫化合物燃烧生成的硫(S)是大气污染及形成酸雨的重要原因之一；另一方面会造成设备腐蚀和催化剂的失效，汽车发动机尾气处理装置中催化剂的中毒会进一步加剧含硫尾气的排放。因此，寻找新的高效燃料油脱硫技术已成为当今炼油工艺的核心，成为学术界和工业界关注的焦点。燃油中有机硫化合物主要有硫醇类、硫醚类、二硫化物以及噻吩及其衍生物等。催化裂化(FCC)汽油中90％以上的硫化物为噻吩及其衍生物，柴油中噻吩的含量也占到总含硫化合物的80％以上。目前，工业上燃油脱硫主要采用催化加氢(HDS)的方法，该方法能够有效脱除汽、柴油中的硫醇、硫醚等结构简单的小分子硫化物，而噻吩类化合物具有类似于芳环的共轭结构，热稳定性好，通过催化加氢的方法很难脱去。且加氢处理过程需投入昂贵的催化剂，存在投资高、能耗高、操作费用高、氢耗高等问题。鉴于这些缺陷，近年来，涌现出许多非加氢脱硫技术，如溶剂萃取脱硫、吸附脱硫、氧化脱硫、生物催化脱硫、膜脱硫技术等。其中，萃取脱硫技术具有操作简单、设备要求低、脱硫效果好、萃取剂可重复利用等优点，与其他工艺相比具有很大的经济优势，受到国内外广泛关注。在已报道的萃取剂中，N，N一二甲基甲酰胺、聚乙二醇、二甘醇、四甘醇、环丁砜等是被公认的脱硫效果良好的溶剂。低共熔溶剂是指由一定化学计量比的氢键受体(如季铵盐)和氢键给体(如酰胺、羧酸和多元醇等化合物)组合而成的两组分或三组分低共熔混合物，其凝固点显著低于各个组分纯物质的熔点。由Abbott等人于2003年首次报道。低共熔溶剂的物理化学性质与离子液体非常相似，因此也有人把它归为一类新型离子液体或离子液体类似物，且低共熔溶剂克服了离子液体大规模工业应用的局限性，DESs代替ILs作为溶剂最重要的优点之一是，DESs具备可以通过选择正确的成分、相对组成或含水量来定制物理性质和相变的能力。与ILs相比，这种“量体裁衣”的特色更加灵活，DESs在化学计量方面没有严格的限制。因此作为溶剂应用到萃取脱硫中前景更加可观。但由于合成低共熔溶剂的原料众多，因此低共熔溶剂的定向分类研究存在局限性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种新型低共熔溶剂的模拟汽油萃取脱硫方法。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种新型低共熔溶剂的模拟汽油萃取脱硫方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将四丁基溴化铵和咪唑或其衍生物加入到容器中，在40～60℃恒温水浴条件下搅拌40～60min，待反应结束后，自然冷却到室温，即得到淡黄色的低共熔溶剂，其中所述四丁基溴化铵与咪唑或其衍生物的摩尔比为0.2～1；S2、将模拟汽油用S1得到的低共熔溶剂作为萃取剂进行多次萃取，具体萃取步骤为：将模拟汽油和S1得到的低共熔溶剂置于反应容器中，在搅拌状态下，于0～40℃恒温水浴中反应10～50min，反应后将下层低共熔溶剂相分离，取上层模拟汽油相，测定油相中的硫含量，所述每次萃取中低共熔溶剂与模拟汽油的体积比为1:6。本专利技术的特点还在于，S1中，四丁基溴化铵与咪唑或其衍生物的摩尔比为0.6。本专利技术的特点还在于，S1中，反应温度为60℃，反应时间为60min。本专利技术的特点还在于，S1得到的低共熔溶剂为咪唑-四丁基溴化铵共熔溶剂、N-甲基咪唑-四丁基溴化铵共熔溶剂、1,2-二甲基咪唑-四丁基溴化铵共熔溶剂中的一种。本专利技术的特点还在于，S2中，反应温度为20℃，反应时间为30min。本专利技术的特点还在于，所述低共熔溶剂(DESs)能够通过简单反萃取方法再生，得到再生的低共熔溶剂。本专利技术的特点还在于，所述再生的低共熔溶剂的制备方法为：向S2中经多次萃取得到的下层低共熔溶剂相中加入环己烷，搅拌20min，分液脱除环己烷部分，重复操作三次，得到再生的低共熔溶剂，其中所述低共熔溶剂与环己烷的体积比为1:1。本专利技术的特点还在于，S2中，萃取次数为四次。本专利技术的特点还在于，所述模拟汽油通过将噻吩类衍生物溶解于异辛烷中制备得到，所述模拟汽油的浓度为500μg/mL。本专利技术的特点还在于，所述噻吩类衍生物为噻吩、苯并噻吩、二苯并噻吩中的一种。本专利技术具有的优点和积极效果是：(1)本专利技术以咪唑及其衍生物和四丁基溴化铵(Bu4NBr)为原料，通过低温共熔合成DESs，并针对DES考察了剂油体积比与反应温度对脱硫效果的影响，测定了DES的选择性能与循环使用性能。结果表明：在剂油体积比为1:6，萃取温度T＝20℃，萃取时间t＝30min的条件下，此种DES对二苯并噻吩的脱硫率达到89.2％，4次萃取后脱硫率可高达95％；同一条件下其对于不同噻吩类衍生物的脱除能力的顺序为：DBT>BT>T；对DES进行再生，经7次重复萃取过程后，对DBT的脱硫率仍高达86.3％。(2)本专利技术中的DESs廉价易得，对模拟汽油中的噻吩类衍生物具有优良的脱硫效果。(3)本专利技术中的DESs可通过简单方法再生，DESs可循环利用7次，脱硫效果无明显降低。(4)DESs具备可以通过选择正确的成分、相对组成或含水量来定制物理性质和相变的能力。(5)本专利技术操作流程简单、低能耗、成本低、效果显著，克服传统脱硫剂合成能耗高、技术困难等限制。(6)本专利技术在众多Abbott团队提出的可作为低共熔溶剂氢键供体和氢键受体中选出合成原料，为低共熔溶剂的定性分类发展与研究提供可靠根据，并确定低共熔溶剂的应用方向与工艺化价值。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。以下实施例中所用到的试剂有：咪唑(上海麦克林生化科技有限公司)、N-甲基咪唑(上海麦克林生化科技有限公司)、1，2-二甲基咪唑(阿拉丁试剂公司)、四丁基溴化铵(天津市试剂一厂)、苯并噻吩(阿拉丁试剂公司)、噻吩(西亚试剂公司)、异辛烷(天津市富宇精细化工有限公司)、二苯并噻吩(上海麦克林生化科技有限公司)、环己烷(天津市富宇精细化工有限公司)。实施例1一种新型低共熔溶剂的模拟汽油萃取脱硫方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将19.34gBu4NBr和6.807g咪唑加入到250mL圆底烧瓶中，在60℃恒温水浴条件下磁力搅拌60min，待反应结束后，自然冷却到室温，即得到淡黄色的咪唑-Bu4NBr共熔溶剂(DESI)；S2、称取0.67g噻吩完全溶解于500mL异辛烷中，制得500μg/mL的T模拟油；然后将2mLS1得到的DESI和12mL的T模拟油置于双层玻璃瓶中，在搅拌状态下，于20℃恒温水浴中反应30min，等待两相完全分离后，将下层低共熔溶剂相分离，取上层T模拟油相，测定油相中的硫含量；第一次萃取步骤后，收集上层模拟油品，用新鲜的DESI进行第二次萃取，重复操作三次。然后向四次萃取后得到的下层低共熔溶剂相中加入2mL环己烷进行反萃取，常温下磁力搅拌20min，分液脱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型低共熔溶剂的模拟汽油萃取脱硫方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将四丁基溴化铵和咪唑或其衍生物加入到容器中，在40～60℃恒温水浴条件下搅拌40～60min，待反应结束后，自然冷却到室温，即得到淡黄色的低共熔溶剂，其中所述四丁基溴化铵与咪唑或其衍生物的摩尔比为0.2～1；S2、将模拟汽油用S1得到的低共熔溶剂作为萃取剂进行多次萃取，具体萃取步骤为：将模拟汽油和S1得到的低共熔溶剂置于反应容器中，在搅拌状态下，于0～40℃恒温水浴中反应10～50min，反应后将下层低共熔溶剂相分离，取上层模拟汽油相，测定油相中的硫含量，其中，每次萃取中低共熔溶剂与模拟汽油的体积比为1:6。

【技术特征摘要】
1.一种新型低共熔溶剂的模拟汽油萃取脱硫方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将四丁基溴化铵和咪唑或其衍生物加入到容器中，在40～60℃恒温水浴条件下搅拌40～60min，待反应结束后，自然冷却到室温，即得到淡黄色的低共熔溶剂，其中所述四丁基溴化铵与咪唑或其衍生物的摩尔比为0.2～1；S2、将模拟汽油用S1得到的低共熔溶剂作为萃取剂进行多次萃取，具体萃取步骤为：将模拟汽油和S1得到的低共熔溶剂置于反应容器中，在搅拌状态下，于0～40℃恒温水浴中反应10～50min，反应后将下层低共熔溶剂相分离，取上层模拟汽油相，测定油相中的硫含量，其中，每次萃取中低共熔溶剂与模拟汽油的体积比为1:6。2.根据权利要求1所述的一种新型低共熔溶剂的模拟汽油萃取脱硫方法，其特征在于，S1中，四丁基溴化铵与咪唑或其衍生物的摩尔比为0.6。3.根据权利要求1所述的一种新型低共熔溶剂的模拟汽油萃取脱硫方法，其特征在于，S1中，反应温度为60℃，反应时间为60min。4.根据权利要求1所述的一种新型低共熔溶剂的模拟汽油萃取脱硫方法，其特征在于，S1得到的低共熔溶剂为咪唑-四丁基溴化铵共熔溶剂、N-甲基咪唑-四丁基溴化铵共熔溶剂、1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王强，杨楠楠，邓桂春，臧树良，
申请(专利权)人：辽宁石油化工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21