[发明专利]一种改进低共熔溶剂及其制法和用于分离多环芳烃的应用

说明书

本发明涉及石油或石油馏分中多环芳烃的分离领域，具体涉及一种改性低共熔溶剂及其制备方法和用于分离多环芳烃中的应用。所述的改性低共熔溶剂包括低共熔溶剂及溶解于低共熔溶剂的二氧化碳，其制备方法是将二氧化碳溶解于低共熔溶剂中制得。本发明的改性低共熔溶剂作为抽提剂，用于多环芳烃抽提分离过程，具有多环芳烃抽提分离效率高，分离效果好的特点。

技术领域

本发明涉及石油或石油馏分中多环芳烃的分离领域，更进一步说，涉及一种低共熔溶剂及其制法和用于分离多环芳烃的应用。

背景技术

低共熔溶剂(Deep eutectic solvent，简称DES)是指由一定化学计量比的氢键受体(如季铵盐)和氢键供体(如酰胺、羧酸和多元醇等化合物)组合而成的两组分或三组分低共熔混合物，其凝固点显著低于各个组分纯物质的熔点。低共熔溶剂的氢键受体，通常为有机盐，如季铵盐、季鏻盐等；氢键供体，通常是富电子体系，如尿素、己二醇、山梨醇、丁二醇、苹果酸、氨基酸、葡萄糖等。近年的研究表明，低共熔溶剂具有较好的理化性质，被用来溶解和萃取天然产物、芳烃等，同时也有较多研究结果显示低共熔溶剂可以用作反应的溶剂，通过特殊的电子效应加速反应进行。

芳烃是社会发展所需大宗化学品。由于原料和加工工艺的特点，原油经过加工后产生的芳烃物流中含有多环芳烃。随着原油的重质化，经炼厂产生的多环芳烃量也日益增加。这种多环芳烃结构复杂，对炼厂现有工艺流程中的催化剂有毒害作用，易造成催化剂的失活。同时，多环芳烃易结焦的特性也容易引起板换和管道的堵塞等问题。因此多环芳烃需要加以分离除去。

炼厂分离芳烃的办法主要是采用精馏法。该法可以将物流中价值高的苯、甲苯和二甲苯等轻质芳烃产品分离，多环芳烃与重质非芳烃则在精馏塔底富集。可见该方法目的是分离单环芳烃，多环芳烃的分离并不适用。因为多环芳烃沸点高，如果依赖精馏塔，则需要很高的能耗并在减压的条件下才能实现分离。另外，较高的分离温度，使多环芳烃在蒸馏或精馏的过程中容易缩合成为分子量更大的杂质或胶质，造成精馏塔的稳定性降低及操作的困难度增加。

低共熔溶剂作为一种新型的溶剂，在分离单环芳烃和非芳烃方面取得了一定的进展。有研究表明合适的低共熔溶剂可分离简单的模型芳烃分子，如分离苯、甲苯等体系。比如CN110128235A公开了一种低共熔溶剂及其制备方法与作为萃取剂的应用。该低共熔溶剂包括氢键供体和氢键受体两部分；其中，所述氢键供体包括吗啉、醇类和有机酸中的一种或几种；所述氢键受体包括咪唑盐。该低共熔溶剂作为萃取剂用于分离苯-环己烷取得了一定的效果，未涉及多环芳烃的分离。

多环芳烃内部的离域大π键产生瞬时偶极将产生较弱极性效应，该效应会与低共熔溶剂相互作用，但作用较弱。因此低共熔溶剂用于分离多环芳烃，目前仍受制于低共熔溶剂对多环芳烃的溶解能力，影响其对多环芳烃的分离效率和分离率的提升。因此有必要调整低共熔溶剂的方案，开发更为高效的多环芳烃的分离方法。

发明内容

本发明提供了一种改性低共熔溶剂及其制备方法以及在分离多环芳烃中的应用。该改性低共熔溶剂用于分离多环芳烃时，具有多环芳烃分离率高的优点。

本发明第一方面提供了一种改性低共熔溶剂，包括：低共熔溶剂及溶解于低共熔溶剂的二氧化碳。

上述技术方案中，所述二氧化碳气体的溶解量占低共熔溶剂质量的1wt％～25wt％，比如可以为1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％、10wt％、11wt％、12wt％、13wt％、14wt％、15wt％、16wt％、17wt％、18wt％、19wt％、20wt％、21wt％、22wt％、23wt％、24wt％、25wt％以及任意两个值之间组成的任意范围，进一步优选为2wt％～16wt％。所述二氧化碳气体的溶解量可以采用加压等方法增加溶解量。

上述技术方案中，所述的低共熔溶剂包含氢键受体和氢键供体，以摩尔比计，所述的氢键受体和氢键供体的摩尔比为1:0.3～1:22，优选为1:0.5～1:20，更优选为1:0.5～1:10。