[发明专利]一种催化氧化脱除二苯并噻吩的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃料油脱硫技术，尤其是一种催化氧化萃取分离脱除燃料油中二苯并噻吩（DBT）的方法，属于化学工程技术领域。

背景技术

目前，脱硫方法主要有加氢脱硫和非加氢脱硫两种方法。加氢脱硫由于反应条件苛刻，氢气耗费量大，经济上不合算。非加氢脱硫包括氧化法、萃取法、吸附法、生物脱硫法等。近几年，由于氧化脱硫可避免耗费氢气且反应条件比较温和，工艺投资和操作费用较低，逐渐成为研究的热点。氧化脱硫工艺中氧化剂使用最多的是H₂O₂，但是若大量使用H₂O₂，成本也比较高，而廉价易得的氧气（或空气）逐渐引起人们的兴趣。Murata等使用Co盐作催化剂，以分子氧直接氧化脱除柴油中的硫，但是该过程以醛作牺牲材料，而且空气中氧气含量较低，氧化性较差。因此探索新的催化工艺，开发高催化活性、低成本且可回收的绿色催化剂逐渐成为研究的重点。

工业上已经用金属酞菁进行脱臭-氧化硫醇，但是其只能把硫醇氧化为二硫化物，不能深度氧化，且循环使用性太差，废碱液排放污染严重。因此，根据双核金属酞菁对有机硫化物的高度选择性轴向配位，把其应用在染料油脱硫上，催化氧化DBT，具有较高的理论研究价值和很好的应用前景。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种所需设备简单、操作费用低、安全性好、催化剂可重复利用且可高效脱除燃料油中二苯并噻吩的方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种催化氧化脱除二苯并噻吩的方法，该方法包含以下步骤：

（1）取含硫燃料油，加入双核金属酞菁为催化剂，离子液体为萃取剂，硫分、催化剂及萃取剂摩尔比为1：0.00015~0.0015：0.45~0.85，其中硫分指的是燃料油中的二苯并噻吩。

（2）在反应体系中不断通入氧化剂空气，空气流量控制在20~200mL/min，，空气相对湿度控制在40%~80%，在20~100℃条件下反应0.5~3h，其中硫分与空气摩尔比控制在1：2.067~20.67；

（3）反应结束后，静置至溶液体系分层；上层为脱硫后的油相，下层为离子液体与催化剂混合相；

（4）取上层油相，采用气相色谱仪检测其硫含量，并与反应前硫含量进行对比；最后，将下层离子液体与催化剂混合相进行重复利用，测试其重复使用性能。

进一步的，所述双核金属酞菁催化剂结构通式如下：

 催化剂可选双核金属酞菁钴、双核金属酞菁铁、双核金属酞菁锰、双核金属酞菁镍、双核金属酞菁铜、双核金属酞菁锌、双核金属酞菁镁、双核金属酞菁锡中的一种。

进一步的，所述离子液体萃取剂结构通式表示为A⁺B^-，其中：阳离子A⁺选自咪唑类[R₁R₂IM]⁺、 吡啶类[RPy]⁺或季铵盐类[NR₁R₂R₃R₄]⁺中的一种，咪唑类[R₁R₂IM]⁺结构式如下： 

吡啶类[RPy]⁺ 结构式如下：

季铵盐类[NR₁R₂R₃R₄]⁺ 结构式如下：

式中，R、R₁、R₂、R₃、R₄为H或(CH₂)_nCH₃，n=0，1，2，3，4......n-1，n；