离子液体[bmim]bf,4萃取汽油脱硫的研究初探

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1、华侨大学硕士学位论文离子液体[Bmim]BF<,4>萃取汽油脱硫的研究初探姓名：项小燕申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：林金清20071201摘要摘要随着全球对环保问题的日益关注，生产低硫，甚至零排放汽油成为世界汽油清洁化发展的总趋势。室温离子液体作为新兴的绿色溶剂，在汽油深度脱硫方面具有明显的优势。该萃取条件温和，操作简易，对油品影响小，对环境无污染，脱硫效果好，尤其对结构复杂的噻吩类硫化物有很强的萃取效果。离子液体萃取汽油脱硫技术有望成为一种新的、具有发展前途的绿色脱硫技术。本文合成了离

2、子液体[Bmim]BF4，较为详细地研究了[Bmim]BF4离子液体萃取模型油脱硫体系的相平衡及影响脱硫效率的因素，并初步探讨了萃取后离子液体的再生。主要内容如下：1.按两步合成法合成了离子液体[Bmim]BF4，并分别采用核磁共振仪、红外光谱仪、电感耦合等离子体发射光谱仪、元素分析仪和库仑法等对所合成的离子液体进行了结构表征和纯度分析。FT-IR表征图谱和NMR图谱表明了所合成物113质的官能团及H、C结构特征与[Bmim]BF4相符，证实所合成的即为离子液体[Bmim]BF4。对其中所含的杂质进

3、行分析，发现含量很低，所测氯元素含量为210µg/g，钾元素含量为15.5µg/g，对离子液体纯度影响不大。此外，由于所合成离子液体具有亲水性，[Bmim]BF4中还含微量的水分。2.采用浊点测定了常压35℃下离子液体-噻吩-正辛烷模型油萃取脱硫体系的溶解度和密度(曲线)；采用浊点—密度法测定了常压35℃下体系的液液相平衡数据和噻吩在两相间的分配系数。采用Othmer-Tobias和Bancroft提出的经验方程对35℃下离子液体-噻吩-正辛烷体系的液液相平衡数据及噻吩的分配系数值进行了关联。计算结

4、果表明，关联最大相对误差为6.59％，最大相对平均误差为3.52％，关联精度较高；采用Othmer-Tobias经验方程+溶解度方程对其关联，关联最大相对误差为2.69％，最大平均相对误差为1.95％，关联精度较单一用经验方程更高。该方法适用于有一组分含量较低的体系的液液相平衡的关联计算，不过这种方法并不具有预测能力。3.研究了萃取时间、剂油比、萃取温度、模型油中的烯烃和芳烃组成、萃取次数和离子液体中的水含量等因素对离子液体脱硫效果的影响。实验结果表明：离子液体对体系的脱硫效率随温度的升高、剂油比的

5、增大而增大，从萃取效I摘要果和经济成本综合考虑，选取温度在35~40℃，剂油比取1：3最佳。该萃取脱硫体系达到平衡的时间很短，萃取40min、静置30min足以达到平衡。油品中芳烃和烯烃的存在会在一定程度上降低噻吩在离子液体相/模型油相间的分配系数，从而降低离子液体的脱硫率。此外，离子液体中水含量对脱硫率也有很大影响，因此在合成和使用过程中，须采取严格措施避免和减少离子液体中的含水量。对模型油相的反复萃取可增大离子液体的脱硫率，连续萃取5次可使油品中的脱硫率从16%增至50%以上。4.在氮气保护下，

6、采用蒸馏法实现了萃取后离子液体[Bmim]BF4的再生。分析了蒸馏温度、时间对再生效果的影响。在此基础上研究了离子液体的循环使用性能。结果表明随温度的升高、蒸馏时间的延长，离子液体的再生效果明显增强。在蒸馏温度150℃，时间300min条件下，噻吩去除率达95%以上，残余噻吩含量为0.854%，离子液体纯度达99.15%。对再生后的离子液体进行红外图谱表征，发现官能团的特征峰位置在正常偏差范围内没有发生偏移或消失，也没有发现噻吩的特征吸收峰，说明杂质已去除完全。离子液体具有很好的重复性使用性能。经萃

7、取-再生5次后，脱硫率仅从31.724%降至28.630%。关键词：离子液体，萃取，汽油脱硫，再生IIAbstrcatAbstractWithmoreandmoreglobalenvironmentalconcerning,toproducesuper-lowsulfurandemission-freefuelsbecomesthegeneraldevelopmenttrendincleanfuelsintheworldtoday.Ionicliquids(ILs)havebeenusedasane

8、w“green”solvent,suitableforthedeepdesulfurizationoffuelsandshowedgreatextractivecapabilityinlabexperiment.Itiseasytooperate,whichneedsnohightemperature,noauxiliaryequipment.What’smore,ithaslittleinfluenceonoilandisinnoxioustotheenvironm