基于低共熔溶剂的燃料油脱硫技术研究

摘要

近年来，我国多地尤其是中部东部地区经常被严重的雾霾天气所笼罩，作为应对此环境问题的解决方法之一，我国对汽柴油中硫化物含量标准的制定越来越苛刻。传统的离子液体萃取脱硫技术虽然研究较为成熟，但是由于吡啶类、咪唑盐类等普通离子液体的合成工艺复杂，原料成本较高，难以达到完全的绿色化，因而其大规模工业化生产受到阻碍。与普通离子液体相比，低共熔溶剂优势明显，其原材料易得制备简便，原子利用率高，更为环境友好，具有较好的产业化生产前景。
　　本文共合成了五种低共熔溶剂，分别是具有Lewis酸性的四丁基溴化铵/氯化铁、四丁基溴化铵/氯化锌;具有Br(o)nsted酸性四丁基溴化铵/甲酸、四丁基溴化铵/乙酸、四丁基溴化铵/丙酸。对真实柴油进行萃取氧化脱硫实验，选定脱硫效果较好的低共熔溶剂，分别考察了反应温度时间、O/S摩尔比、DES/Oil质量比等因素对真实柴油脱硫率的影响，同时考察了低共熔溶剂的再生及重复利用效果，以及低共熔溶剂的多级萃取氧化脱硫反应。实验表明，对于TBAB/FeCl3-H2O2氧化脱硫体系进行各影响因素考察，得出Lewis酸性低共熔溶剂对于真实柴油脱硫的最优反应条件:反应温度为60℃，反应时间为2.5 hs，O/S摩尔比为60，DES/Oil质量比为1∶1，在此条件下脱硫率为46.7％,柴油经六次脱硫，含硫量从单级反应的46.7％提高到95.9％;对于TBAB/丙酸-H2O2氧化脱硫体系，反应温度为30℃，反应时间为3 hs，O/S摩尔比为40，DES/Oil质量比为1∶1时对初始硫含量270.4 ppm的真实柴油氧化脱硫率为62.6％，连续氧化脱硫六次后，含硫量从单级反应的62.6％提高到96.3％，能够满足现在实施的低于10 ppm国Ⅴ环保标准。

目录

声明

摘要

第一章 文献综述

1．1 研究背景

1．1．1 燃料油脱硫的必要性

1．1．2 柴油中含硫物质的种类及分布

1．1．3 柴油硫含量标准

1．2 柴油脱硫技术的研究现状

1．2．1 加氢脱硫技术

1．2．2 非加氢脱硫技术

1．3 低共熔溶剂及其应用

1．3．1 低共熔溶剂概述

1．3．2 低共熔溶剂在化工分离领域的应用

1．4 本课题的研究意义及内容

1．4．1 本课题的研究意义

1．4．2 本课题的研究内容

第二章 低共熔溶剂的合成

2．1 前言

2．2 实验试剂与仪器

2．2．1 实验试剂

2．2．2 试验仪器及设备

2．3．2 Br?nsted酸性低共熔溶剂的合成

2．4 本章小结

第三章 Lewis酸性低共熔溶剂用于燃料油脱硫行为研究

3．1 前言

3．2 实验试剂及仪器

3．2．2 实验仪器

3．3 实验过程及方法

3．3．1 柴油脱硫实验

3．3．2 柴油含硫量分析

3．3．3 测试仪器的准确度与精确度标定

3．3．4 低共熔溶剂再生及重复利用性考察

3．4 结果分析与讨论

3．4．1 不同Lewis酸性低共熔溶剂脱硫率对比

3．4．2 反应时间与温度对氧化脱硫率的影响

3．4．3 氧化剂H2O2用量对氧化脱硫率的影响

3．4．4 低共熔溶剂用量对氧化脱硫率的影响

3．4．5 低共熔溶剂的再生及重复利用性考察

3．4．6 多级萃取氧化脱硫效果的考察

3．5 本章小结

第四章 Br?nsted酸性低共熔溶剂用于燃料油脱硫行为研究

4．1 前言

4．2 实验试剂及仪器

4．2．1 实验试剂

4．2．2 实验仪器

4．3 实验过程及方法

4．3．1 柴油脱硫实验

4．3．2 柴油含硫量分析

4．3．3 测试仪器的准确度与精确度标定

4．3．4 低共熔溶剂再生及重复利用性考察

4．4 结果分析与讨论

4．4．1 不同Br?nsted酸性低共熔溶剂脱硫率对比

4．4．2 反应时间与温度对氧化脱硫率的影响

4．4．3 氧化剂H2O2用量对氧化脱硫率的影响

4．4．4 低共熔溶剂用量对氧化脱硫率的影响

4．4．5 低共熔溶剂的再生及重复利用性考察

4．4．6 多级萃取氧化脱硫效果的考察

4．5 本章小结

第五章 结论

参考文献

研究成果及发表的学术论文

致谢

作者和导师简介