[发明专利]一种离子液体催化氧化燃油脱硫的方法

说明书

技术领域

本发明涉及氧化脱硫，特指铁基配位型离子液体催化低浓度双氧水氧化燃油脱硫的方法。

背景技术

随着世界经济的发展，世界人口的剧增和生活水平的不断提高，世界能源需求量持续增大，但是油品中却含有大量的硫化合物，含硫化物燃油燃烧后存在着严重的危害；一方面造成了严重的大气污染，含硫化合物在燃烧后会生成硫氧化物SO_x是环境主要的污染源，是大气污染及形成酸雨的直接原因之一；燃油中含硫增加了汽车尾气中有害物质的排放量，并对颗粒物的排放有明显促进作用；另一方面造成设备腐蚀及催化剂中毒，燃油中硫化物燃烧生成的SO_x不仅会加速发动机的腐蚀与磨损，同时会使汽车发动机尾气处理装置中的贵金属催化剂发生不可逆中毒，因此必须采取有效的措施脱除燃油中的硫化物。

目前工业上的柴油脱硫工艺主要用加氢脱硫技术(HDS)，这种脱硫技术对无机硫和简单的有机硫化合物如：硫醇、硫醚类脱除效果较好；但是，对于苯并噻吩类硫化物，尤其是二苯并噻吩以及它的衍生物，由于位阻效应，加氢脱硫方法很难将它们除去；要想达到深度脱硫目的，现有的加氢脱硫技术必须有更苛刻的反应条件，如增加压力和反应温度，增加氢气消耗量，需要昂贵的催化剂等，这将导致加氢技术的设备投资增加，操作费升高，使燃油成本大幅度上升，所以寻找一种可以替代HDS的脱硫工艺显得尤为迫切。

氧化脱硫（ODS）技术可以在较低的温度和压力下进行，不耗费氢气，设备投资少，并能够有效的脱除加氢脱硫难以脱除的噻吩类硫化物；目前所报道的氧化脱硫体系中，所用到氧化剂为双氧水的浓度大多为30%，本发明采用的催化剂可以活化浓度低于10%的双氧水，可以减小高浓度双氧水在运输过程中发生爆炸的危险，而低浓度双氧水对人体的伤害也比高浓度双氧水的伤害小的多。

发明内容

本发明是一种以铁氰根为阴离子的离子盐或者离子液体催化氧化燃油脱硫的方法；本发明反应条件温和，操作简便，能有效的脱除油品中的硫化物。

本发明主要的操作步骤：

1）常温常压下，在反应器中注入燃料油和中性离子液体，其中燃料油和离子液体的体积比20:1至1:1，加入催化剂搅拌溶解，再加入1wt%-10wt%的双氧水，反应0.5 h-8 h，反应温度在30℃-80℃，其中，催化剂与含硫化合物的摩尔比在1:8至2:1，双氧水与含硫化化物的摩尔比为2:1至4:1。

所述的含硫化合物为噻吩类硫化物，可以被氧化为其相应的砜类。

2）反应结束后，由于离子液体和油品呈现两相，通过简单的倾倒即可分离油品。

3）催化剂和离子液体可以整体循环利用。

本发明使用的催化剂阳离子选自季铵阳离子、咪唑阳离子、吡啶阳离子或季鏻阳离子，阴离子选自铁氰根Fe(CN)₆^3-，其结构如下：

其中，R₁～ R₅为烷基取代基：C_nH_2n+1 (n ＝ 0～10)，各取代基的长度可以不同。

本发明与已有的氧化脱硫反应工艺比较具有以下优点：

1.      使用的氧化剂为低浓度的双氧水，一般低浓度（如3%）的双氧水，主要用于杀菌及外用的

医疗用途，例如作为伤口消毒；而高浓度的双氧水不仅在运输过程中有爆炸的危险，而且在长期的使用过程中对人体也有潜在的危害，本发明所使用的催化剂可以活化低于3%的双氧水，在反应过程中产生一种高活性的超氧自由基将噻吩硫化物氧化脱除，并且可以达到好的脱硫效果。

2.      和已有的含铁催化剂相比，所使用的催化剂对双氧水的催化分解作用小，不会引起双氧水

的剧烈分解，因此双氧水的利用率高。

具体实施方式

本发明用以下实施例说明，但本发明并不限于下述实施例，在不脱离前后所述宗旨的范围下，变化实施都包含在本发明的技术范围内。

实施例 1