磷酸酯类离子液体用于汽柴油萃取脱硫的研究

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1、北京化工大学硕士学位论文磷酸酯类离子液体用于汽柴油萃取脱硫的研究姓名：梅思婧申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：李春喜20080605摘要磷酸酯类离子液体用于汽柴油萃取脱硫的研究摘要商业燃油中的含硫化合物对油品质量有很大的影响，在燃烧过程中会排放出有害物质S0x，不仅影响发动机的工况，而且会严重污染环境。目前，催化加氢脱硫(HDS)技术仍是传统工业生产中的主要脱硫方法，但该技术对噻吩类含硫化合物如噻吩、苯并噻吩和二苯并噻吩等的脱除能力十分有限，应用进入瓶颈。近年来，包括溶剂萃取脱硫(EDS)技术在内的许多新型脱硫方法不断涌

2、现，尤其是EDS技术由于发现新的萃取剂，在高效和高选择性地脱除油品中的噻吩类有机硫方面取得突破。离子液体因其特有的物理化学性质和环境友好等优点，逐渐成为新型的脱硫萃取剂。本研究主要考察了1．甲基吡啶磷酸二甲酯盐(【MPy】【DMP】)、1一乙基吡啶磷酸二乙酯盐(【EPy】【DEP】)、1一甲基三乙胺磷酸二甲酯盐(【Mn、A】【DMP】)和四乙胺磷酸二乙酯盐([ETEA】[DEP】)对模型油试样中含硫化合物苯并噻吩和二苯并噻吩的脱除效果。用正己烷和苯并噻吩、二苯并噻吩分别配制不同的模型油试样，通过萃取脱硫实验发现：这4种磷酸酯类离

3、子液体对二苯并噻吩的脱硫能力强弱顺序为：【ETEA】【DEP】>[MTEA]【DMP]>>[EPy】【DEP】>【MPy】[DMP】；对苯并噻吩，【MTllA】【DMP】>【ETEA】【DEP】>>【EPy】【DEP】>【MPy】【DMP】，且【MPy】【DMP】、【EPy】【DEP】和【ETEA】【DEP】三种离子液体对二苯并噻吩的脱除效果优于对苯并噻吩的脱除效果，【MTEA】【DMP】则相反，这与一些其它磷酸酯类离子液体(如咪唑类磷酸酯盐)的烷基链越长对油样溶解度越大的脱硫规律不相符。离子液体的循环再生也是一个关键。研究发现

4、，水析再生对于脱硫后的磷酸酯类离子液体是一种十分有效的回收再生方法，当水含量最高达到60％时，硫在离子液体水溶液和模型油中的分配系数几乎达到O，说明在该含水量下，含硫化合物足以被彻底从离子液体相转移到油相中。而离子液体水溶液可通过简单蒸馏方法实现萃取剂和水的分离，需要注意的是，要尽可能降低萃取剂中的水份，否则会导致硫分配系数的急剧下降。综上所述，在所考察的溶剂中，三乙胺类离子液体1．甲基三乙胺磷酸二甲酯盐([MTEA】[DMP】)和四乙胺磷酸二乙酯盐(【ETEA】【DEP】)是比较理想的脱硫萃取剂。它具有如下优点：对噻吩硫和二苯

5、并噻吩硫的选择性系数高、硫分配系数大，不溶于油且使用过的萃取剂易于加水再生和循环使用。关键词：磷酸酯；离子液体；汽柴油；萃取；脱硫；水析；再生IlABSTRACTSTUDYONEXTRACTIVEDESULFUlUZATIONOFGASoLINEUSINGPHOSPHOIUCIONICLIQUIDSABSTRACTThepresenceofsulfurcompounds(S-compounds)hasaVitalinnuenceonthecommerCialfuelquality，astheharmfulemissionofSO

6、xproducedduringcombustionw订lnotonlya丘'ecttheengine，butalsoleadtosevereenvironmentalpollution．√缸present，themainlyuseddesulfurizationtechnologyoffuelinrefineryindustr)，isthehydrogenationdesulfurization(HDS)process，which，howeVer，couldnotremovesomearomaticS—compounds1ike

7、thiophenes，bezothiophenesanddibenzothiophenesea’ectiVely．Inrecentyears，tooVercomethisobstacle，somealternativedesulfIlrizationmethods，includingtheextractiVedesulfurization(EDS)approach，whichhadmadebreakthroughindiscoveringnoVelextractantswithhighe币ciencyfortheextracti

8、onofthiopheneseriesS—compoundsfromfuels，haVecomeforth．Iconliquids(ILs)havegraduallybecomeanewkindofextractantfordesulfurizationduet