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随着我国经济的发展,汽车的使用量越来越大,而汽车尾气(汽油燃烧产生的硫化物)是造成大气污染的重要因素。因此,如何提高汽油质量,降低汽油中硫含量是我国环境治理方面所面临的重大问题。离子液体是一种新型的绿色有机溶剂,可以在不造成环境污染情况下对汽油进行有效的脱硫。
本文采用两步法合成了三种离子液体[EMIM]BF4、[BMIM]BF4、[HMIM]BF4。对中间体合成及最终产物合成的反应条件进行了研究。获得三种离子液体中间体合成的最佳反应条件为:摩尔比分别为1:1、1:1、1:1,反应时间分别为10h、18h、24h,反应温度分别为40℃、60℃、80℃。获得三种离子液体合成最佳反应条件一致:反应时间4h,反应温度50℃。
采用浊点-密度法测定不同温度条件下噻吩和正辛烷在三种离子液体中的溶解度。获得噻吩在三种离子液体[EMIM]BF4、[BMIM]BF4、[HMIM]BF4中的溶解度分别为:76.7-79.1g/100g、77.4-80.1g/100g、76.5-79.3g/100g。正辛烷在三种离子液体中的溶解度分别为:0.13-0.21g/100g、0.14-0.18g/100g、0.13-0.22g/100g。结果表明三种离子液体皆可对模拟汽油进行萃取脱硫。
采用响应曲面优化法设计实验,分别以[EMIM]BF4、[BMIM]BF4、[HMIM]BF4为萃取剂对模拟汽油进行了脱硫实验。获得三种离子液体最佳脱硫条件为:剂油比分别为1:3.40、1:3.60、1:3.50,反应时间分别41.50min、42min、40min,反应温度分别为46.50℃、47℃、45℃。最佳反应条件下,三种离子液体单级萃取脱硫率分别为:33.55%、34.28%、38.37%。
最后,用三种离子液体对97号汽油进行萃取脱硫。得出[EMIM]BF4,[BMIM]BF4,[HMIM]BF4对实际油品单级萃取脱硫率随剂油比的增大、反应时间的增加和反应温度的升高而升高,但温度和时间过高会使汽油收率明显下降。最后采用反萃取法对离子液体再生进行了初步研究。