本发明专利技术提供一种化石燃料的脱硫方法，此脱硫方法是藉由将化石燃料与水相混合物相结合以形成一混合物，该混合物经过反应式混合后在燃料中形成硫的氧化物。其中，上述的水相混合物是臭氧或氢过氧化物与作为表面活性剂的四辛基磷盐混合而成。其中，具有极性的砜可藉由另一个混合步骤而移除。另外，除硫装置提供连续式混合辅助的脱硫功能，以将化石燃料（例如：柴油）中的硫移除。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术是关于一种石油、化石燃料、及油基燃料(petroleum-based fuels)的脱流方式。
技术介绍
在目前的运输行业中，柴油燃料是一个被广泛使用的化石燃料。由于柴油引擎在节能方面较汽油引擎来得有优势，故在环境保护意识与绿色运动日益高涨的今日，柴油燃料的需求在未来想必也是水涨船高。柴油燃料一般主要是由烷类、环烷烃、和芳香族碳氢化合物所混合而成并相对复杂的混合物，其碳原子数是介于9 观，而沸点的范围约为150-390°C。他们的相对分布主要是由以下因素所决定特定的燃料原料、精炼程序、及基于消费者日常商业需求的混合计划。较常在柴油中被发现的硫化物例如为烷苯并噻吩 (alkylbenzothiophenes)及;^三苯并@盼(alkyldibenzothiophenes)。在柴油中含有硫会造成环境的困扰，例如在燃烧时，会产生二氧化硫(SO2)及硫酸盐颗粒物(sulfate particulate matter)，其是属于严重有害物质故对大众健康会产生极大的伤害。而且，硫也会造成其他问题，例如催化剂转换器的损害、内燃机的部份锈蚀、 及日益严重的空气污染。也因为汽油及其他石油产品中所含有的硫会对外界造成危害，故美国的环境保护署(US Environmental ProtectionAgency)已经颁发了相关的规定，将石油的硫含量上限由原先的300 ppm降至30ppm，而柴油的硫含量上限由原先的500ppm降至 15ppm,以确保社会大众的安全与健康。加氢脱硫法是一种脱硫方法，其可以大规模地以公知的化学方式从柴油中将硫脱除。公知的加氢脱硫法为一种加氢处理程序(hydro-treatment process)，其是藉由氢气与催化剂而将柴油中的含硫化合物进行分解并形成硫化氢(hydrogen sulfide) 0然而，在脱硫程序中即使是少量未反应的硫化氢也会造成很大的危害。硫化氢具有相当激烈的毒性，曾经在工作场所中造成大量人员的死亡，故对工作人员具有相当大的威胁。此外，在美国环境保护署较新且较严格的规定下，在实行加氢脱硫程序时，氢气从反应器外壁泄露的机率会比较高。氧化脱硫法(oxidative desulfurization)是公知的一种适用于柴油的脱硫方式，此方法是依据以下的操作原理硫化合物的极性较碳氢化合物为高。此外，硫氧化物，例如砜，其极性也大于硫化物(sulfide)。更重要的是，从硫化物氧化成砜也较碳氢化合物来得快且容易。因此，将极性较差的硫化物转换成更具有极性的砜或亚砜(sulfoxide)，可以让硫化合物较容易从化石燃料中萃取出来并溶于水相溶液中。在美国专利6，402，939中，描述了以下的技术方案藉由结合氧化脱硫法与超音波技术，以将有机硫化物从化石燃料中移除。其中，氧化脱硫法是藉由于水相流体中结合化石燃料与作为氧化剂的氢过氧化物而达成，而超音波则是施加在混合物上以增加混合物中各种物质的反应性。超音波辅助氧化脱硫程序(Ultrasound-assistedoxidative desulfurization，简称UA0D)是在常温常压下实行，它可让硫化合物从碳氢化合物中选择性地被移除。然而，使用四基溴化铵(quaternary ammonium bromides)做为表面活性剂， 却会产生溴化物等副产物。此外，脱硫程序所使用的超音波反应器(sonoreactor)也具有不少缺点，例如需要极为昂贵的仪器，该仪器需要如RF放大器与函数产生器等技术上较复杂的零件，此外产生超音波也需要较高的电力消耗，另外需要较高的操作温度(通常是在70 80°C )，而且长久下来超音波也有可能对长链的碳氢化合物产生损害(例如产生裂解)。此外，需要将所对应的函数产生器与RF放大器增大才能适用到较大规模的生产，这也造成了传统的超音波反应器或超音波脱硫装置在大量生产上的限制。而且，在批次生产中，使用探针式反应器(probe type reactor)并将超音波应用在氧化脱硫方式虽然可将硫的移除率提高，然而全部的反应物须结合在一起且被保持在一定的控制环境下一段时间，直到达成想要的反应结果。也因此，这样的反应程序往往是较慢、花费较多时间、且在处理程序结束前生产物必须处于分离的状态。
技术实现思路
为了克服上述的问题，本专利技术的其中一目的是提供一种适用于化石燃料的混合辅助氧化脱硫法。上述的化石燃料是与水相氧化剂溶液结合，此水相氧化剂溶液包括氢过氧化物溶液或臭氧溶液。该水相氧化剂溶液包括一作为表面活性剂的四级铵盐，四级铵盐是一种由带正电且具有四个取代基的氮原子并搭配有带负电的相对离子(coimterion)所组成的化合物。在本实施例中，四级铵盐具有至少一包括8个以上碳原子的碳链。四级铵盐是作为表面活性剂，以将硫化物转化成砜的产量提高，且不会有溴化物等副产物的产生。本专利技术的另一目的是提供一种适用于化石燃料的混合辅助氧化脱硫法。上述的化石燃料是与水相氢过氧化物溶液或水相臭氧溶液相结合。该氢过氧化物溶液或臭氧溶液包括一四级铵盐，该四级铵盐是作为表面活性剂，以使有机相燃料中的硫化物转化成砜的产量提高。该混合辅助氧化脱硫法使用多个混合槽与多个旋风分离器，且无须使用到任何复杂、不可靠、且昂贵的超音波产生器。除此之外，由于未使用到任何超音波产生器，故无须在化石燃料的脱流程序中使用冷媒去冷却多相的反应介质。而且，此混合辅助氧化脱硫法所需消耗的能量也少得多。此外，因为其无须使用到函数产生器与RF放大器，故相较于传统的超音波产生器或超音波脱硫法，该混合辅助氧化脱硫法较适于大规模的生产。而且，长久下来，该混合辅助氧化脱硫法也不会对长链的碳氢化合物产生损害(例如产生裂解)。本专利技术的再一目的是提供一种连续流系统，该连续流系统是用于化石燃料氧化脱硫。该氧化脱硫系统为具有多个模块化混合槽的连续流单元，该连续流单元包括至少两个混合槽、混合器、至少两个旋风分离器、与一蒸发塔。混合器是连接到每一个混合槽，其用于搅拌和混合以有效生成乳化泡沫，旋风分离器是与混合槽连续式地相串连。蒸发塔是连接到其中一旋风分离器与其中一混合槽，以产生砜。此外，为了处理更多的燃料并增加氧化， 可增加多组的混合槽与旋风分离器，该多组的混合槽与旋风分离器是分别与多个蒸发塔相并连或串连。上述一种从液态化石燃料移除硫化物的方法，包括(a)将氧化剂溶液、金属催化剂、及表面活性剂相结合，以形成多相的反应介质； 及(b)在脱硫反应器中，将该多相的反应介质进行反应混合一段充分时间，以使液态化石燃料中的硫化物氧化为砜，且在脱硫反应器中还形成有多个泡沫，以增加反应面积并促进反应效率。上述的移除硫化物的方法，还包括使用一第一旋风分离器，将油相流体从水相流体中分离。上述的移除硫化物的方法，还包括藉由极性溶液萃取器，将油相流体混合并从极性溶剂流体中分离出来。上述的移除硫化物的方法，还包括在极性溶液萃取器中产生多个泡沫，绝大多数的这些泡沫的直径小于1mm。上述的移除硫化物的方法，还包括将含有表面活性剂、氧化剂溶液、及金属催化剂的水相溶剂溶液进行再循环。上述的移除硫化物的方法，还包括使用一第二旋风分离器，将油相流体从极性溶剂流体中分离。上述的移除硫化物的方法，还包括将砜分离并聚集，用以产生基本上无砜存在的有机本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种从液态化石燃料移除硫化物的方法，其特征在于，包括：（ａ）将氧化剂溶液、金属催化剂、及表面活性剂相结合，以形成多相的反应介质；及（ｂ）在脱硫反应器中，将该多相的反应介质进行反应混合一段充分时间，以使液态化石燃料中的硫化物氧化为砜，且在脱硫反应器中还形成有多个泡沫，以增加反应面积并促进反应效率。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：林欣栋，
申请(专利权)人：林欣栋，
类型：发明
国别省市：71
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