乙酸型离子液相转移催化剂氧化脱硫研究.pdf

第 39卷第 3期 当 代 化 工 Vo1．39．No．3 2010年 6月 ContemporaryChemicalIndustry June，2010 乙酸型离子液相转移催化剂 氧化脱硫研究 曹 群 -，陈海丽t，赵荣祥 ，李秀萍 (1．中国矿业大学化工学院，江苏 徐州 221008；2．辽宁石油化工大学石油化工学院，辽宁 抚顺 113001； 3．辽宁石油化工大学化学与材料学院，辽宁 抚顺 l13001) 摘 要： 利用离子液的合成原理将乙酸嫁接在甲基咪唑上合成乙酸型离子液，使离子液同时具有相转 移催化剂和萃取剂的功能 ，阐明了离子液在模拟油氧化脱硫的反应历程，研究表明在反应温度为 80℃，反应 时间为30min，模拟油 、离子液和双氧水的量分别为 10mL时具有最佳的脱硫效果 ，模拟油中噻吩的脱除率 可达到 73％。 关 键 词：离子液体；相转移催化剂 ；噻吩；萃取剂 中图分类号： TE624．24 文献标识码： A 文章编号： 1671—0460(2010)03—0245—04 燃油中的硫化物在燃烧 中会转变成 S ，它是 构。原则上，可以根据要求设计离子液体，通过改变 造成酸雨和大气污染的主要原因[1l。近年来，随着环 阴阳离子的种类，而得到许多功能化的室温离子液 保要求的日益严格 ，世界各国规定的燃料油含硫标 体 。 准也在迅速提高。例如，2005年 1月 1日起欧洲实 目前，离子液代替传统的相转移催化剂已经广 施 l0 g／g以下的 “零硫”柴油标准。2006年 9月美 泛地应用于多相有机合成反应。Chi等同研究了离子 国环保署 (EPA)要求 80％的柴油含硫质量分数从 液体 1一甲基 一3一丁基咪唑四氟硼酸盐对 2一(3一甲 500 g／g降到 15 g／g，并于2010年全部执行。因 基亚磺酰氧基 一丙氧基)萘与KF的氟化反应的影 此，炼油业对高效脱硫技术的需求十分迫切。在现 响。实验表明，当用CHCN作有机溶剂时，100℃下 有的脱硫技术 中，加氢脱硫 已经达到了较高工业化 反应 24h，几乎没有反应发生 。而换用离子液作溶 水平，但是由于受到位阻效应的影响，加氢脱硫很 剂反应2h，就可以得到85％目标产物和 1O％副产 难将苯并噻吩类硫化物脱除到较低含量。如果采用 物。 现有的加氢脱硫技术继续深度加氢，会降低燃油中 Lu等 【】以双氧水作氧化剂，以离子液[HMtM1 烯烃和芳烃的含量 ，进而造成辛烷值的降低 ，氢耗 BF作氧化催化剂和溶剂进行油品催化氧化脱硫也 增加，反应器费用急剧增加 。非加氢脱硫技术中 取得不错的效果。在一定反应温度范围内，模拟油 的吸附脱硫、络合脱硫 、沉淀脱硫、烷基化脱硫、氧 品的脱硫率 60％ 93％。Cheng等[9]对离子液结构进 化脱硫等技术现在有较多研究。其中氧化法脱硫 由 行了改进 ，将四氟化硼阴离子换成了带甲基的硫酸 于具有选择性好、反应条件温和、对原料适应能力 根，以解决产生的氟离子污染问题 ，并将离子液作 强等特点，尤其适合于生产超深度脱硫的油 5]。 为相转移催化剂应用于燃料油的氧化脱硫过程。 室温离子液体具有较宽的液态范围和几乎可 氧化法脱硫 中最为常见的催化剂是乙酸，由于 以忽略的蒸汽压6[]，这在环境问题 日益引起人们关 挥发性反应中乙酸极易损失，且易进入到油相 中影 注的今天显得尤为重要。室温离子液体具有良好的 响其性能。因