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本文根据离子液体发展及其脱硫研究现状,分别考察了咪唑类离子液体直接萃取和氧化辅助萃取模拟油及实际汽油的脱硫效果,主要工作包括以下几个方面: 采用两步法合成了[EMIM]Br,EMIM]Br-FeCl2和[EMIM][Tos]咪唑类离子液体,考察反应时间,反应温度等对其合成收率的影响。结果表明,原料溴乙烷与N-甲基咪唑的摩尔比1.2∶1,反应时间24 h,反应温度50℃,中间体[EMIM]Br的收率达到95%。反应时间8h,反应温度50℃,[EMIM]Br-FeCl2离子液体的收率接近93%。反应时间12h,反应温度25℃时,EMIM][Tos]离子液体的收率接近90%。 以上述制备的[EMIM]Br,[EMIM]Br-FeCl2和EMIM][Tos]咪唑类离子液体为萃取剂对模拟油和实际汽油进行萃取脱硫,考察其剂油(质量)比、萃取时间、萃取温度等因素对脱硫率的影响,优化最佳条件。结果表明,在离子液体与模拟油质量比1∶1,萃取温度40℃,萃取时间2h条件下,[EMIM]Br对噻吩(TS)的脱除率为10.1%,对苯并噻吩(BT)的脱除率为33.8%,对二苯并噻吩(DBT)的脱除率为37.6%。在40℃条件下萃取4h,当剂油比2∶1时,[EMIM]Br-FeCl2对噻吩的脱除率为25.6%;当剂油比2∶5时,[EMIM]Br-FeCl2对苯并噻吩的脱除率达到72.4%,二苯并噻吩的脱除率达到79.9%。对催化裂化(FCC)粗汽油进行脱硫研究,单级萃取脱硫率为50.3~54.5%,5级萃取后脱硫率为89.3~91.3%,硫含量降至30~32μg/g。萃取脱硫后的离子液体经四氯化碳反萃取再生,可循环使用十次以上。在离子液体与模拟油质量比1∶1,萃取温度45℃,萃取时间2h条件下,[EMIM][Tos]对噻吩的脱除率为15.8%,对苯并噻吩的脱除率为44.9%,对二苯并噻吩的脱除率为54.5%。对初始硫含量为345μg/g的FCC粗汽油进行脱硫研究,单级萃取脱硫率为24.9%,5级萃取后脱硫率为59.4%。经四氯化碳反萃取再生,重复使用十次后脱硫率从44.9%降至38.2%以下。 鉴于上述离子液体直接萃取硫化物的脱硫效果较低,本文提出在萃取同时添加H2O2作为氧化剂,旨在将硫化物中的硫氧化生成相应的亚砜和砜,使油品中的硫化物更容易被萃取到离子液体中,达到深度脱硫目的。实验结果表明,[EMIM][Tos]-H2O2氧化-萃取脱硫体系的最佳脱硫操作条件是:氧硫摩尔比为8,反应时间4h,反应温度40℃,离子液体与模拟油质量比1∶1,对噻吩的脱除率为29%,苯并噻吩的脱除率为82.6%,二苯并噻吩的脱除率达到95.1%。此时,汽油的单级氧化-萃取脱硫率为45.2%,5级氧化-萃取后脱硫率为83.5%。采用四氯化碳对氧化-萃取后[EMIM][Tos]离子液体进行再生,再生后离子液体活性没有明显下降,可循环使用十次以上。