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《西北大学》 2010年
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离子液体的制备及在汽油脱硫中的应用

杨彩茸  
【摘要】: 随着国家环保法规的日益严格,生产低硫汽油是炼油行业在21世纪面临的迫切任务。在我国,催化裂化(FCC)汽油占我国汽油生产总量的80%左右。若要实现汽油的低硫化,则必须降低FCC汽油中的硫含量。而传统的脱硫技术存在一次性投资大、操作费用高等问题,因此开展FCC汽油脱硫新技术的研究是目前炼油行业的当务之急。离子液体作为一种新型绿色环保溶剂,将其应用到FCC汽油脱硫中具有广阔的应用前景。 本论文主要对离子液体的制备及其在汽油脱硫方面的应用进行研究。 首先,采用微波法合成了离子液体1-丁基-3-甲基四氟硼酸盐([BMIM]BF4),并对其进行了红外光谱表征。合成中间体1-丁基-3-甲基咪唑([BMIM]Br)的单因素实验结果表明,最佳合成工艺为:采用微波法合成,微波功率为320W,间歇反应时间为100s,配料比为1.1:1,分批加入N-甲基咪唑。合成[BMIM]BF4的单因素实验结果表明,最佳合成条件为:微波功率为320W,间歇反应时间为360s,采用蒸馏水作溶剂。红外光谱结果进一步表明,实验合成的离子液体是[BMIM]Br和[BMIM]BF4。同时采用一步合成法合成了盐酸三乙胺盐类离子液体,并对其溶解性和粘度进行了研究。 其次,考察1-丁基-3-甲基四氟硼酸盐和盐酸三乙胺盐离子液体在汽油脱硫中的效果。实验结果如下: 1.在离子液体[BMIM]BF4的作用下,氧化萃取法的脱硫率明显高于直接萃取法。氧化萃取法脱硫的最佳条件为:剂油比v(IL):v(oil)=0.8,氧化时间t=180min,温度T=50℃,双氧水的体积v=2.5mL,脱硫率达到87.1%。同时[BMIM]BF4有很好的重复使用性能,重复使用5次脱硫率几乎不变。 2.盐酸三乙胺盐离子液体的单因素脱硫实验结果为:萃取温度T=50℃,剂油比v(IL):v(oil)=0.08,萃取时间t=50min,反应结束后静置15min。 在单因素实验的基础上,根据Plackett-Burman试验设计对影响脱硫率的因素进行评价,得出剂油比、反应时间和反应温度是对脱硫率影响显著的因素。然后采用响应面法中的Box-Behnken设计对反应条件进行优化,得出最佳反应条件为:剂油比v(IL):v(oil)=0.1,反应温度T=54.38℃,反应时间t=41.12min。在最佳反应条件下的理论最佳脱硫率为96.18%,实际脱硫率为95.278%,比理论值稍低,证明实验所得模型非常可靠。 最后考察了盐酸三乙胺离子液体在FCC汽油中的脱硫效果。实验结果表明,[Et3NH]Cl-FeCl3/CuCl离子液体不但具有脱硫的效果同时还具有降烯烃的能力,其单次脱硫率为64.64%,降烯率为32.59%。
【学位授予单位】:西北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TE626.21

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【引证文献】
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