Deep Extractive Desulfurization of Gasoline with Ionic Liquids Based on Metal Halide

Ionic liquid [Et3NH]C1-FeCl3/CuCl was synthesized by mixing [Et3NH]Cl, anhydrous FeCl3 and anhydrous CuCl, and the desulfurization activity of this ionic liquid was tested. It exhibited remarkable ability in effective desulfurization of model gasoline （thiophene in n-octane） and fluid catalytic cracking （FCC） gasoline, and the sulfur removal of thiophene in model oil （V（IL）： V（oil）=0.08） could reach 93.9% in 50 min at 50 ℃. Low-sulfur （〈10 μg/g） FCC gasoline could be obtained after three extraction runs at an ionic liquid/oil volume ratio of 0.1, with the yield of FCC gasoline reaching 94.3%. The ionic liquid could be recycled 5 times with merely a slight decrease in activity.

离子液体在FCC汽油脱硫中的应用研究

研究了新型Brφnsted酸性离子液体[BMIM]HSO4与H2SO4复配体系在催化裂化(FCC)汽油烷基化脱硫中的应用,考察了温度、时间、催化剂酸性、催化剂量和二烯烃加入量等因素对FCC汽油脱硫的影响。结果表明:随着催化剂酸性增强,汽油脱硫率逐渐增大;加入少量二烯烃可明显提高FCC汽油脱硫率。在30℃、反应120min、5%复配催化剂条件下,加入适量二烯烃,可使石家庄FCC汽油硫质量浓度由608mg/L降至105mg/L,大港FCC汽油硫含量由122mg/L降至32mg/L,且辛烷值变化不大。

室温离子液体对FCC汽油络合萃取脱硫的研究

采用氯铝酸离子液体作为络合萃取剂,考察了其对FCC汽油的脱硫效果。实验结果表明:在氮气保护下,AlCl3/BMIMCl(摩尔比)为2:1、剂油比为0.2、反应温度为30℃、反应时间为50min的条件下,氯铝酸离子液体可有效地降低FCC汽油的硫含量和碘值,且保持FCC汽油的辛烷值基本不变,氯铝酸离子液体可重复使用。

离子液体降低FCC汽油烯烃体积分数的研究

向FCC汽油中分别加入两种与FCC汽油不互溶的Lewis超强酸性离子液体[Bmim]Cl-AlCl3和[R4N]Cl-AlCl3 形成液-液两相催化降烯烃体系。结果表明:在汽油辛烷值基本保持不变的基础上,FCC汽油的烯烃体积分数分别下降14. 7%和13. 1%, 均达到我国新配方汽油规定的烯烃体积分数v<35%的新标准。对离子液体降低FCC汽油的机理及影响因素进行了详细研究。结果表明,正是由于具备Lewis超强酸性的离子液体催化的烯烃与烷烃的烷基化、烯烃与芳烃的烷基化以及烯烃的二聚反应使得FCC汽油中烯烃体积分数显著下降。

吡啶离子液体催化作用下的FCC汽油烷基化脱硫

合成一种Brnsted酸性离子液体[BPY]HSO4,采用红外光谱和核磁共振对其进行表征。以[BPY]HSO4为催化剂,对FCC汽油进行烷基化脱硫,考察反应温度、反应时间和剂油质量比对脱硫效果的影响及脱硫前后FCC汽油性质的变化,并对[BPY]HSO4进行了再生。结果表明,在反应温度为65℃、反应时间为90 min和剂油质量比为0.09的条件下,FCC汽油的硫含量从580.0μg/g降至6.4μg/g,脱硫率为98.90%,满足中国国Ⅴ车用汽油硫含量标准(<10μg/g);脱硫前后硫分布变化表明,在[BPY]HSO4的催化作用下,前170℃馏分油中硫化物大部分转移到后170℃重馏分中,重馏分中硫化物可采用加氢方法进行脱除;PONA组成变化表明,烷基化脱硫过程对FCC汽油的烃类组成影响较小,且脱硫前后辛烷值变化不大;[BPY]HSO4经萃取再生后可循环使用。

磷钼杂多酸离子液体在FCC汽油催化氧化脱硫中的应用

合成了一种磷钼杂多酸离子液体[HMIM]3PMo12O40催化剂,将其用于FCC汽油催化氧化脱硫过程,考察了催化氧化时间、H2O2用量、催化剂用量及反应温度对模拟汽油脱硫率的影响;在最佳工艺条件下,考察了该催化剂对FCC汽油的脱硫效果。结果表明:当催化氧化时间为90min、反应温度为60℃、n(催化剂)?n(S)=0.04、n(H2O2)?n(S)=4时,模拟汽油脱硫率可达91.6%;FCC汽油的脱硫率为87.8%,且催化剂有较好的循环使用性能,前4次循环使用的平均脱硫率为84.9%。

离子液体在FCC汽油烷基化脱硫中的应用研究

制备了一种带—SO3H官能团的Brnsted酸性离子液体[SO3H-C6H4-CH2-mim]HSO4,应用于FCC汽油烷基化脱硫。结果表明,离子液体对噻吩类硫化物均有较好的脱除效果,脱硫率可达70%以上;离子液体催化大港FCC汽油烷基化脱硫反应的较佳工艺条件为:反应温度75℃,反应时间120 min左右,离子液体加入量10%,二烯烃加入量3%。在此条件下,离子液体可将大港FCC汽油中的总硫含量由186μg/g降至90μg/g,脱硫率51.6%,汽油收率96.1%,抗爆指数下降1.4个单位。

FCC模拟汽油中氧化-萃取耦合脱硫研究

以二苯并噻吩(DBT)溶于正辛烷配制成FCC模拟汽油(硫质量分数为800μg/g),以杂多酸季铵盐[C16H33N-(CH3)3]3PMo12O40为催化剂,H2O2为氧化剂,离子液体[BMIM]BF4为萃取溶剂,考察了催化氧化时间、H2O2用量、催化剂用量及反应温度对FCC模拟汽油氧化萃取耦合脱硫的影响,并探讨了氧化萃取耦合脱硫的反应机理。结果表明:当催化氧化时间t=120 min,反应温度T=60℃,n(催化剂)/n(S)=0.05,n(H2O2)/n(S)=4,萃取剂[BMIM]BF4体积V=1 m L时,FCC模拟汽油脱硫率可达95.1%。[C16H33N(CH3)3]3PMo12O40/H2O2/[BMIM]BF4体系具有较好的循环使用能力,循环使用5次后脱硫率没有明显下降。

双酸性离子液体用于FCC汽油氧化萃取脱硫研究

制备了一种兼具Bronsted酸性和Lewis酸性的新型双酸性离子液体[Hnmp]Cl/FeCl3,并以其为萃取剂和催化剂,对模拟汽油脱硫进行了研究。结果表明,在V(模拟汽油)=5mL、双氧水用量为n(H_2O_2)/n(S)=8、反应温度为50℃、反应时间为40min、离子液体用量为0.8g的最优工艺条件下,模拟汽油脱硫率可达97.4%,FCC汽油脱硫率可达84.7%,说明该离子液体具有较好的重复使用能力。

离子液体用于FCC汽油烷基化硫转移反应的探索研究

制备了阳离子为盐酸三乙胺的氯铝酸盐离子液体,并考察了离子液体对FCC汽油烷基化硫转移反应的催化性能。结果表明,离子液体具有良好的催化活性,当其添加量为5%时,在100℃下反应2 h可将模型汽油中的噻吩几乎完全转化。FCC汽油在离子液体的催化反应下,其中的硫大部分都被转移到大于180℃的重馏分中。

离子液体在催化裂化汽油脱硫中的应用

报道了新型AlCl3 -叔胺离子液体催化剂在催化裂化 (FCC)汽油脱硫中的应用 ,考察了温度、离子液体加入量等不同因素对脱硫率的影响 ,以及在脱硫的同时FCC汽油组成的变化。研究结果表明 ,新型AlCl3 -叔胺离子液体催化剂用于FCC汽油脱硫 ,硫化物的脱除率可达 80 %以上 ;处理后油样烯烃含量明显降低 ,环烷烃与异构烷烃含量有所增加 ,辛烷值变化不大 ,RON下降 1～ 2个单位 ,MON下降 1个单位左右。

离子液体用于催化裂化汽油烷基化脱硫的实验室研究

将离子液体用于催化裂化汽油烷基化脱硫实验,考察了不同阳离子、阴离子、阴阳离子比例对催化裂化汽油脱硫率的影响。研究结果表明,在离子液体作用下,FCC汽油中噻吩类硫化物与烯烃发生烷基化反应,生成了沸点更高的烷基化产物。由于叔胺盐阳离子在具有Lewis酸性的同时还有Br(?)nsted酸性,由它形成的离子液体酸性较强。与CuCl、SnCl_2相比,由AlCl_3提供阴离子合成的离子液体的酸性最强,更适合做烷基化催化剂。由AlCl_3与Et_3NHCl按摩尔比为2:1合成的离子液体作用于FCC汽油,脱硫率在70%以上,汽油收率在95%以上,辛烷值基本无变化。

烷基咪唑氯酸盐离子液体的萃取脱硫研究

实验合成了烷基碳链长度不同的烷基咪唑氯酸盐离子液体,分别考察了不同条件下离子液体对模拟油品和实际油品的脱硫效果。结果表明,在60℃下,反应时间为90min,[C7mim]ClO3离子液体作为萃取剂,VIL/VOil=5∶1时,对初始硫质量分数为1 160μg/g的模拟油品一次萃取脱硫率可达82.15%,初始硫质量分数为117μg/g的催化裂化汽油一次脱硫率为56.09%,初始硫质量分数为1 974μg/g的催化裂化柴油一次脱硫率为53.01%。反应结束后,通过简单的倾倒即可将油样和离子液体分离,重复使用5次,催化活性不降低。

二烯烃与噻吩烷基化反应研究

提出以Brφnsted酸性离子液体[BMIM]HSO4和H2SO4的复配体系为催化剂、共轭二烯烃为烷基化试剂,进行汽油烷基化脱硫研究.研究表明:在复配催化剂作用下,噻吩与异戊二烯的烷基化反应相对烯烃之间的聚合反应、芳烃的烷基化反应具有较高的选择性.在非常缓和的反应条件下,共轭二烯烃与噻吩的物质的量比为4时,噻吩的转化率即可达90%以上,而单烯烃基本不变化.温度的升高不利于提高烷基化脱硫选择性,当温度由30℃增至75℃后,噻吩转化率仅增加约4%,而烯烃的聚合却增加约30%.二烯烃与噻吩的烷基化反应动力学研究表明其反应级数为1.37.

Brφnsted酸性离子液体在汽油烷基化脱硫中的应用

首次提出以Brφnsted酸性离子液体[BMIM]HSO4和H2SO4的复配体系作催化剂,用于汽油烷基化脱硫研究。研究结果表明,在相同反应条件下,相比硫酸,复配体系能够在最大限度不改变烯烃组成的情况下有效催化噻吩与烯烃进行烷基化反应;噻吩转化率随反应温度的增加而增加,但当温度超过45℃后,烯烃聚合速率增加幅度远大于噻吩转化幅度;噻吩转化率随反应时间的增加而增加,反应2h后反应基本达到平衡。

利用离子液体烷基化脱除汽油中噻吩硫的研究

采用盐酸三乙胺(Et3NHCl)和无水AlCl3按不同的物质的量的比合成离子液体,并评价其对模型汽油噻吩硫的催化烷基化脱除效果.实验结果表明:选用Et3NHCl与无水AlCl3的摩尔比为1∶2的离子液体进行烷基化脱硫实验,当反应时间时间为40min,温度为40℃,萃取剂油比为1∶40时,脱硫率可达到90%以上,还采用红外探针分子表征不同摩尔比的离子液体的酸性.离子液体应用结果表明,对商品汽油的脱硫率可达到在80%以上而辛烷值仅从92.7下降到91.0.

离子液体[Et_3NH]Cl-0.5FeCl_3汽油深度脱硫的研究

以成本较低的盐酸三乙胺和三氯化铁为原料合成离子液体[Et3NH]Cl-0.5FeCl3,用于模拟汽油(二苯并噻吩溶于正辛烷配制而成)萃取脱硫。通过单因素实验考查了剂油比、萃取温度和萃取时间对模拟汽油脱硫率的影响。并考察其对真实FCC汽油的脱硫效果。研究结果表明,当萃取温度T=50℃,剂油比v(IL):v(oil)=0.2∶1,萃取时间t=50min时,模拟汽油脱硫率可达96.19%。经过4步萃取,使真实FCC汽油硫含量低于10ppm,符合国V标准对硫含量的要求。离子液体循环使用5次后脱硫率没有明显下降。

烷基咪唑次氯酸盐离子液体的萃取脱硫研究

合成了烷基碳链长度不同的烷基咪唑次氯酸盐离子液体,分别考察了不同条件下离子液体对模拟油品和实际油品的脱硫效果。研究结果表明,在40℃,反应时间为60 min,[C6MIM]ClO离子液体作为萃取剂,VIL∶VOil=4∶1时,对初始硫含量为1 160×10-6的模拟油品一次萃取脱硫率可达77.58%,初始硫含量为117×10-6的催化裂化汽油一次脱硫率为61.23%,初始硫含量为1 974×10-6的催化裂化柴油一次脱硫率为51.84%。

离子液体中杂多酸季铵盐催化氧化汽油脱硫研究

将二苯并噻吩(DBT)溶于正辛烷配制成模拟汽油(硫含量500μg/g),以磷钼钒杂多酸季铵盐[(CH3)4N]4PMo11VO40为催化剂,离子液体[BMIM]PF6为萃取剂,H2O2为氧化剂,考察了催化剂用量、双氧水用量、反应温度、反应时间和硫化物种类对模拟汽油脱硫率的影响,并探讨了催化氧化脱硫机理。结果表明:当催化剂用量为0.02g/mL油、双氧水用量n(H2O2)/n(S)=4、反应温度60℃、反应时间60min和离子液体[BMIM]PF6体积为1mL时,催化氧化脱硫体系[(CH3)4N]4PMo11VO40/[BMIM]PF6/H2O2对含DBT的模拟汽油的脱硫率可达97.8%,该体系对不同硫化物脱硫率大小顺序为DBT>4,6-DMDBT>BT。在最佳工艺条件下,考察了该体系对FCC汽油的脱硫效果,脱硫后FCC汽油的硫含量为8.6μg/g,符合国Ⅴ汽油标准。该体系可循环使用,循环使用6次后,脱硫率没有明显降低。

离子液体在汽油烷基化脱硫中的应用研究

制备了一种带-SO3H官能团的Br覬nsted酸性离子液体[SO3H-C6H4-CH2-mim]HSO4,应用于汽油烷基化脱硫研究。研究结果表明:离子液体对噻吩有较好的脱除效果,脱硫率可达70.98%;单烯烃能与噻吩发生反应而使脱硫率略微升高;芳烃、酚类和含氮化合物的存在会导致脱硫率降低。