离子液体在萃取脱硫研究中的应用进展

论述了离子液体应用于燃料油萃取脱硫的发展历程,通过对比萃取脱硫、萃取耦合化学氧化脱硫、萃取联合催化氧化脱硫三种不同体系的脱硫机理与技术优势,探究了离子液体的萃取性、催化性、氧化性及其再生问题。阐述了离子液体在燃料油脱硫领域的发展趋势。     

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。     

离子液体在车用燃料油脱硫中的应用

综述了离子液体在燃料油脱硫中的应用情况,详细介绍了Lewis酸性离子液体和非Lewis酸性离子液体对各种烃类与含硫化合物的溶解性以及在汽、柴油萃取脱硫和氧化萃取组合脱硫工艺中的应用,并介绍了Lewis酸性离子液体作为催化剂在FCC汽油烷基化脱硫技术中的应用研究。最后,探讨了离子液体在今后燃料油脱硫中的研究方向和工业化前景。     

离子液体在汽油烷基化脱硫中的研究

制备了一种带-SO3H官能团的Brφnsted酸性离子液体[SO3H-Bmim]HSO4,应用于模拟汽油烷基化脱硫的研究。结果表明:在反应温度45℃,反应时间120 min的条件下,离子液体复合催化剂对噻吩有较好的脱除效果,脱硫率可达75.1%;单烯烃能与噻吩发生烷基化反应而使脱硫率有所升高;芳烃的存在会导致脱硫率降低。     

离子液体在汽油烷基化脱硫中的研究

制备了一种带－SO3 H官能团的Brφnsted酸性离子液体[ SO3 H－Bmim] HSO4,应用于模拟汽油烷基化脱硫的研究。结果表明：在反应温度45℃,反应时间120 min的条件下,离子液体复合催化剂对噻吩有较好的脱除效果,脱硫率可达75．1％;单烯烃能与噻吩发生烷基化反应而使脱硫率有所升高;芳烃的存在会导致脱硫率降低。     

离子液体在萃取氧化脱硫中的应用与研究进展

系统讨论了中性离子液体、酸性离子液体、杂多酸离子液体和负载型离子液体在萃取氧化脱硫中的研究进展。通过对比分析认为,负载型离子液体具有更高的催化活性和重复利用性,具有良好的应用前景。简要介绍了萃取氧化脱硫的动力学研究并总结了离子液体的再生方法。提出了离子液体在脱硫领域具有的优势及其面临的挑战并展望了新型离子液体的发展趋势。     

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。     

离子液体用于汽油脱硫的研究进展

离子液体可通过萃取分离、催化作用和电化学聚合等方法降低汽油中的硫含量。对离子液体用于汽油脱硫的研究进展及离子液体脱硫产业化应用存在的问题进行了综述,并对未来的研究方向提出了建议。     

离子液体在氧化脱硫中的应用研究

综述了离子液体(ILs)作为催化剂、萃取剂及载体在氧化脱硫过程中的作用,同时对功能化离子液体的应用及优点进行了概述。ILs具有不易挥发、液相范围宽、热稳定性和化学稳定性高、可再生成性和可重复使用性等优点,最后对未来脱硫方向的发展作了展望。     

离子液体在氧化脱硫中的应用研究

综述了离子液体(ILs)作为催化剂、萃取剂及载体在氧化脱硫过程中的作用,同时对功能化离子液体的应用及优点进行了概述。ILs具有不易挥发、液相范围宽、热稳定性和化学稳定性高、可再生成性和可重复使用性等优点,最后对未来脱硫方向的发展作了展望。     

离子液体在燃油脱硫技术领域的应用

重点介绍了离子液体在燃油脱硫技术方面的应用进展,主要介绍了直接萃取脱硫、萃取-氧化脱硫、催化氧化脱硫和电化学聚合脱硫技术,催化氧化脱硫技术具有反应条件温和、时间短、操作简单、易分离的优势,具有较好的应用前景,分析了离子液体在工业化过程中的应用方向和亟待解决的问题。     

离子液体萃取燃料油脱硫技术的研究进展

分析了离子液体萃取脱硫机理以及离子液体的结构、硫化物类型、萃取温度、萃取时间、剂油比等因素对脱硫效果的影响规律,并对离子液体再生方式进行了比较。认为研究开发价格低廉、适于大规模工业化使用的离子液体、增大硫化物的萃取选择性、提高离子液体的再生利用率、完善工业化应用所必需的各种基础数据以及离子液体萃取脱硫技术与其它工艺的组合将是离子液体萃取脱硫技术今后发展的主要任务。     

离子液体中过氧钼酸盐催化燃油深度氧化脱硫

以过氧化氢为氧化剂,[Omim]PF₆离子液体为萃取剂,[C₁₆mim]₂ Mo₂O₁₁为催化剂建立了萃取催化氧化脱硫体系（ECODS）。该反应体系在非常温和的条件下可使DBT的脱除率最高达到99.4%,大大优于单纯的萃取脱硫和萃取氧化脱硫体系。不同硫化物在该体系下的脱硫效果为：DBT >BT >TH。催化体系循环使用10次后催化反应活性未见明显下降。将此催化体系直接用于市售的汽油和柴油,可使其中硫含量降低至12.70mg/L和11.62mg/L。     

醇胺类离子液体合成及其烟气脱硫特性

介绍了一种新的离子液体合成法——水浴微波法,以乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺和N,N-二甲基乙醇胺为阳离子,甲酸、乙酸和乳酸为阴离子,合成一系列醇胺类离子液体。以乙醇胺乳酸盐离子液体为例,通过正交实验(L₉(3⁴))分析,得到最佳合成条件为：合成时间30 min,温度65 ℃,微波功率300 W,乙醇胺与乳酸的摩尔比1︰1.1。在此条件下,除N,N-二甲基乙醇胺类离子液体外,其余8种离子液体产率均保持90 %以上。乙醇胺乳酸盐对SO₂具有较高的吸收容量,吸收的SO₂与乙醇胺乳酸盐的摩尔比为1.063,选其作为最佳吸收剂进行脱硫性能研究。研究发现,适宜吸收温度为25 ℃,解吸温度和解吸时间分别为90 ℃和60 min。实验同时表明,水浴微波法可以加速SO₂的解吸过程。     

离子液体用于燃油萃取脱硫的选择与过程优化

针对基于COSMO-SAC模型分子设计方法的准确性问题,采用离子液体脱硫机理分析和实验的方法对其进行了验证,即对[HMIM] [BF₄]、[HMIM] [PF₆]、[BMIM] [BF₄]、[BMIM] [PF₆]、[EMIM] [BF₄]、[EMIM] [PF₆] 6种离子液体作萃取剂时的脱硫效果进行了脱硫机理的分析和实验的验证,得到的脱硫性能排序与离子液体分子设计结果基本一致,且均认为[HMIM] [PF₆]脱硫率较高。以[HMIM] [PF₆]为萃取剂,通过液相色谱法测定萃取后的液相组成,考察萃取时间、萃取温度、剂油比3个因素对脱硫率、分配系数和选择性系数的影响。通过正交实验设计确定了萃取时间40 min、萃取温度20℃、剂油比2：1为较优操作条件,单次脱硫率为72.74%,四级萃取可将模型油的含硫量由1200 μg·g^-1降至6.98 μg·g^-1,符合国Ⅴ标准。     

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。     

离子液体反应型萃取燃油脱硫研究进展

随着社会不断发展,汽、柴油的消耗量逐年增大,开发温和条件下对芳香族硫化物具有优异脱除性能的非加氢脱硫方法对我国汽、柴油标准升级具有重要意义。萃取脱硫法能够在室温常压条件下脱除油品中的芳香族硫化物,且能够通过萃取剂结构设计实现选择性脱硫。综述了近年来离子液体反应型萃取脱硫方法的研究进展,主要探讨了离子液体反应型萃取脱硫方法的原理和萃取作用机制,重点论述了离子液体反应型萃取脱硫方法中离子液体设计、氧化剂类型、外场强化作用、离子液体的分离回收等研究现状,分析了制约反应型萃取脱硫广泛工业化应用的瓶颈,并提出合适的解决策略,以期推动基于离子液体反应型萃取脱硫方法和技术的进一步工业化应用。     

Polyoxometalate-based ionic liquids as catalysts for deep desulfurization of fuels

In order to obtain the ultra low-sulfur diesel, deep desulfurization of diesel oil has become a vital subject of environmental catalysis studies. Extraction and catalytic oxidation desulfurization (ECODS) system is one of the most promising desulfurization processes. A series of Keggin-type POM-based ionic liquids hybrid materials [MIMPS]₃PW₁₂O₄₀·2H₂O (1-(3-sulfonic group) propyl-3-methyl imidazolium phosphotungstate), [Bmim]₃PW₁₂O₄₀ (1-butyl 3-methyl imidazolium phosphotungstate), [Bmim]₃PMo₁₂O₄₀ (1-butyl 3-methyl imidazolium phosphomolybdate) and [Bmim]₄SiW₁₂O₄₀ (1-butyl-3-methyl imidazolium silicotungstate) have been developed in this study, and the reaction has performed using the POM-ILs materials as catalysts, H₂O₂ as oxidant, and ionic liquid (IL) as solvent. Through experimental evaluations, [MIMPS]₃PW₁₂O₄₀·2H₂O was found to be the best catalyst, with an S-removal of 100% at 30 °C for 1 h. The main factors affecting the process including temperature, catalyst dosage, and O/S (H₂O₂/DBT) molar ratio were investigated in detail. Under the optimal conditions, DBT (dibenzothiophene) and 4,6-DMDBT (4,6-dimethyl-dibenzothiophene) could achieve high desulfurization efficiency. Moreover, the reaction system also exhibited high activity in actual diesel oil, which could be reduced from 1113 ppm to 198 ppm. The reaction system could recycle 8-times with a slight decrease in activity.     

用离子液体脱除燃料油中有机硫化物的研究

以咪唑类离子液体作为萃取脱硫剂,在正辛烷和甲苯的混合溶液中加入少量的噻吩构成油品模拟体系。采用正交实验,系统考察了单级萃取中温度、时间、剂油比以及离子液体碳数对脱硫效率的影响,得到了较优的脱硫条件:温度约60℃、萃取时间约40 min、剂油比为1∶1、侧链碳数为10。考察了多级脱硫效率以及离子液体的回收利用。结果表明,经过5级脱硫后,燃料油含硫可以达到欧Ⅲ标准,离子液体重复使用5次后,脱硫效率约降低了2%。回归得到了模拟油品中脱除噻吩的萃取动力学方程。该研究为基于离子液体的燃料油脱硫工艺提供了重要的基础。     

Computer‐aided design of ionic liquids as solvents for extractive desulfurization

Although ionic liquids (ILs) have been widely explored as solvents for extractive desulfurization (EDS) of fuel oils, systematic studying of the optimal design of ILs for this process is still scarce. The UNIFAC‐IL model is extended first to describe the EDS system based on exhaustive experimental data. Then, based on the obtained UNIFAC‐IL model and group contribution models for predicting the melting point and viscosity of ILs, a mixed‐integer nonlinear programming (MINLP) problem is formulated for the purpose of computer‐aided ionic liquid design (CAILD). The MINLP problem is solved to optimize the liquid‐liquid extraction performance of ILs in a given multicomponent model EDS system, under consideration of constraints regarding the IL structure, thermodynamic and physical properties. The top five IL candidates preidentified from CAILD are further evaluated by means of process simulation using ASPEN Plus. Thereby, [C₅MPy][C(CN)₃] is identified as the most suitable solvent for EDS. © 2017 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 64: 1013–1025, 2018