[发明专利]二甲胺基改性的吡啶类离子液体用于油品深度脱硫的方法

说明书

技术领域

本发明涉及油品精制的技术领域，尤其涉及一种二甲胺基改性的吡啶类离子液体用于油品深度脱硫的方法。

背景技术

燃料油中含硫化合物的燃烧产生的SO_X不仅会导致尾气转化的催化剂不可逆中毒，显著降低尾气转化器对烃类、NO_X和颗粒物等的去除效率；而且其排放到大气中会形成酸雨并促进悬浮颗粒物的形成。因此，我国对燃料油中硫化物的含量要求越来越严格。目前常规的工业化脱硫工艺为加氢脱硫，而加氢脱硫存在如下问题：1）条件苛刻：需要专一催化剂，高温和高压（氢气压力2-10MPa）；2）由于空间位阻作用，对于芳烃硫化物（噻吩、苯并噻吩、二苯并噻吩及其衍生物）的去除比较困难；3）高成本。因此，化学家们开发出了许多非加氢脱硫技术，如吸附脱硫、微生物脱硫、萃取脱硫和氧化脱硫等。但是吸附脱硫的选择性低、再生困难；微生物脱硫速率慢、油品易损失；氧化脱硫的氧化剂成本高、油品收率低。其中萃取脱硫由于具有操作方便、设备成本低、不影响燃料油的组成等优点，是最有应用前景的，但是用于萃取脱硫的有机萃取剂（二甲基亚砜、咪唑烷酮与嘧啶）存在脱硫效率低、无法进行深度脱硫等问题。因此开发脱硫效率高的萃取剂是萃取脱硫技术的关键。

离子液体是新兴的绿色溶剂，其具有宽液程、无蒸汽压、良好的稳定性和可设计性等优良的性质，且对芳烃硫化物具有良好的萃取能力，因此被用作燃料油深度脱硫的萃取剂。由于离子液体具有可设计性，因此合成出一种具有高的芳烃硫化物分配系数、低互溶性和高的选择性的萃取脱硫剂是具有可行性的，这将为离子液体应用于工业化脱硫奠定良好的基础。

由于离子液体的阴离子对芳烃硫化物萃取的分配系数影响很大，科学家一般通过对阴离子进行长烷基改性(Nie,Y.;Li,C.X.;Meng,H.;Wang,Z.H.FuelProcess.Technol.2008,89,978-983)或者利用多卤代金属阴离子(Li,F.T.;Liu,Y.;Sun,Z.M.;Chen,L.J.;Zhao,D.S.;Liu,R.H.;Kou,C.G.Energy Fuels2010,24,4285-4289)来提高其萃取脱硫的分配系数，但是这两种方法有其自身的局限性。阴离子的长烷基改性会增加燃料油在离子液体中的溶解(Nie,Y.;Li,C.X.;Meng,H.;Wang,Z.H.Fuel Process.Technol.2008,89,978-983)；多卤代金属阴离子不仅对湿度比较敏感(Schmidt,R.Energy Fuels2008,22,1774-1778)，而且会共萃取燃料油中的芳烃(Esser,J.;Wasserscheid,P.;Jess,A.Green Chem.2004,6,316-322)。由于离子液体阴离子改性存在上述问题，因此阳离子改性为提高芳烃硫化物的分配系数提供了另一种思路。因为离子液体萃取脱硫的分配系数正比于芳烃硫化物和芳烃阳离子之间形成的π-π作用力，离子液体的芳烃阳离子上的芳烃π电子云密度越大萃取脱硫的分配系数也就越大。虽然多环芳烃阳离子(Su,B.M.;Zhang,S.G.;Zhang,Z.C.J.Phys.Chem.B2004,108,19510-19517)具有高的芳烃π电子云密度，但是其熔点较高。因此以给电子基团对芳烃阳离子进行改性为提供离子液体的分配系数提供了另一种可行的方法。用于芳烃阳离子改性的基团通常为烷基(Gao,H.S.;Li,Y.G.;Wu,Y.;Luo,M.F.;Li,Q.;Xing,J.M.;Liu,H.Energy Fuels2009,23,2690-2694)，但是由于烷基的非极性会导致燃料油在离子液体中溶解性增加，同时也会增加离子液体的熔点。因此采用极性的给电子基团对芳烃阳离子进行改性将克服上述问题。采用二甲胺基对吡啶进行改性，二甲胺基不仅具有极性而且具有给电子能力，其极性会减少燃料油在离子液体中的溶解，其给电子性会提供离子液体萃取脱硫的分配系数。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种二甲胺基改性的吡啶类离子液体用于油品深度脱硫的方法。

二甲胺基改性的吡啶类离子液体用于油品深度脱硫的方法是采用二甲胺基改性的吡啶阳离子和无机或有机阴离子组成的离子液体作为萃取剂，萃取分离油品中芳烃硫化物，离子液体与油品的质量比为2:1～1:20，萃取温度为288K～373K，萃取压力为0.1atm～50atm，油品中的含硫量为10～1000ppm，油品中的芳烃的含量为0.01～30%。

方法的具体步骤如下：