乙酸型离子液相转移催化剂氧化脱硫研究.pdf

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1、第39卷第3期当代化工Vo1．39．No．32010年6月ContemporaryChemicalIndustryJune，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

2、、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l0g／g以下的“

3、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500g／g降到15g／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

4、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

5、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。因此，考虑应用离子液的合成原理将乙溶解性，可以用作萃取剂，在一些均相反应过程中，酸固定在甲基咪唑上形成乙酸型离子液，这样离子由于室温离子液体的加人，可以构成两相体系，有液将具备以下的功能：相转移催化剂、萃取剂并减利于产物的分离。室温离子液体也可以作为催化少

6、了乙酸的挥发和毒性。基于上述的想法，本文讨剂，对某些反应表现出比传统无机酸更好的催化活论了乙酸型离子液体作为相转移催化剂对脱硫效性。室温离子液的各种性能取决于阴、阳离子的结果的影响，并对机理进行了阐述。收稿日期：2010—03—24作者简介：曹群(1990一)，男，辽宁抚顺人。通讯作者：赵荣祥，博士，讲师。E—mail：zylhzrx@126．corn，电话：0413—6860937。246当代化工第39卷第3期1实验部分2．2反应温度对脱硫率的影响反应温度是影响脱硫效果的一个重要因素，取1．1原料及仪器20mL的模拟油，12mL的离子液和8mL的双氧化甲基咪唑，

7、分析纯，浙江临海市凯乐化工厂；噻水，反应时间30min，考察不同反应温度对模拟油吩，分析纯，杭州长青化工有限公司；乙酸，分析纯，脱硫效果的影响，结果见图2。天津市大茂化学试剂厂；正庚烷，分析纯，沈阳市华东试剂厂；双氧水(含30％HO)，分析纯，沈阳市东兴试剂厂。WK一2D型微库仑综合分析仪，江苏江分电分析仪器有限公司产品。1．2实验方法(1)离子液的合成：取一定量的甲基咪唑溶解到去离子水中，然后边搅拌边滴加等摩尔量的冰乙酸，滴完后继续搅拌1h，采用旋转蒸发仪将混合液中的水蒸出，即可得到乙酸型离子液体。其反应机0／℃图2反应温度对脱硫率的影响理如下：Fig．2Efe

8、ctofr