探究离子液体的制备及在汽油脱硫中的应用

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1、西北大学硕士学位论文离子液体的制备及在汽油脱硫中的应用姓名：杨彩茸申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：贺建勋20100601摘要随着国家环保法规的日益严格，生产低硫汽油是炼油行业在21世纪面临的迫切任务。在我国，催化裂化(FCC)汽油占我国汽油生产总量的80％左右。若要实现汽油的低硫化，则必须降低FCC汽油中的硫含量。而传统的脱硫技术存在一次性投资大、操作费用高等问题，因此开展FCC汽油脱硫新技术的研究是目前炼油行业的当务之急。离子液体作为一种新型绿色环保溶剂，将其应用到FCC汽油脱硫中具有

2、广阔的应用前景。本论文主要对离子液体的制备及其在汽油脱硫方面的应用进行研究。首先，采用微波法合成了离子液体1-丁基一3-甲基四氟硼酸盐([BMIM]BF4)，并对其进行了红外光谱表征。合成中间体1．丁基．3一甲基咪唑([BMIM]Br)的单因素实验结果表明，最佳合成工艺为：采用微波法合成，微波功率为320W，间歇反应时间为lOOs，配料比为1．1：1，分批加入N．甲基咪唑。合成[BMIM]BF4的单因素实验结果表明，最佳合成条件为：微波功率为320W，间歇反应时间为360s，采用蒸馏水作溶剂。红外

3、光谱结果进一步表明，实验合成的离子液体是[BMIM]Br和[BMIM]BF4。同时采用～步合成法合成了盐酸三乙胺盐类离子液体，并对其溶解性和粘度进行了研究。．其次，考察1．丁基．3．甲基四氟硼酸盐和盐酸三乙胺盐离子液体在汽油脱硫中的效果。实验结果如下：。1．在离子液体[BMIM]BF4的作用下，氧化萃取法的脱硫率明显高于直接萃取法。氧化萃取法脱硫的最佳条件为：剂油比v(IL)：v(oil)=0．8，氧化时间t=180min，温度T=50℃，双氧水的体积v=2．5mL，脱硫率达到87．1％。同时[B

4、MIM]BF4有很好的重复使用性能，重复使用5次脱硫率几乎不变。2．盐酸三乙胺盐离子液体的单因素脱硫实验结果为：萃取温度T=50*C，剂油比v(IL)：v(oil)--0．08，萃取时间t=50min，反应结束后静置15min。在单因素实验的基础上，根据Plackett．Burman试验设计对影响脱硫率的因素进行评价，得出剂油比、反应时间和反应温度是对脱硫率影响显著的因素。然后采用响应面法中的Box．Behnken设计对反应条件进行优化，得出最佳反应条件为：剂油比“IL)：“oil)=O．1，反应

5、温度"1"--54．38"C，反应时间t--41．12min。在最佳反应条件下的理论最佳脱硫率为96．18％，实际脱硫率为95．278％，比理论值稍低，证明实验所得模型非常可靠。最后考察了盐酸三乙胺离子液体在FCC汽油中的脱硫效果。实验结果表明，【Et3NHJCl一Fe‘213／CuCl离子液体不但具有脱硫的效果同时还具有降烯烃的能力，其单次脱硫率为64．64％，降烯率为32．59％。关键词：1．丁基．3．甲基四氟硼酸盐离子液体，盐酸三乙胺盐离子液体，微波法合成，FCC汽油，响应面，脱硫，降烯烃A

6、bstractWiththeincreasinglystringentnationalenvironmentalrules，theproductionoflowsulfurgasolinehasbecomeallurgenttaskofthepetroleumrefiningindustryinthe21stcentury．Thecatalyticcracking(FCC)gasolineaccountsforabout80％ofthetotalgasolineproductioninChina．

7、Toachievethelowsulfurgasoline，thesulfurcontentinFCCgasolinemustbereduced．Thereareone—timelargeinvestmentandhighoperationcostproblemsinthetraditionaldesulfurizationtechnology．ItisthefirstimperativetocarryoutresearchinFCCgasolinedesulfurizationtechnolog

8、yforthepetroleumrefiningindustry．Asanewgreensolvent,ionicliquidshavebroadapplicationprospectsondesulfurizationofmotorfuel．Inthisthesis，thepreparationofionicliquidsandtheperformancesofdesulfurizationusingionicliquidswasmainlystudied．Firstly,the