酸性离子液体萃取-氧化模拟油品脱硫研究

以酸性离子液体N-羧甲基吡啶硫酸氢盐(\[CH₂COOHPy\]HSO₄)为萃取剂和催化剂,过氧化氢为氧化剂,用于模拟油品(二苯并噻吩溶于正辛烷配制而成)萃取-氧化脱硫反应,考察过氧化氢用量、离子液体用量、反应温度和反应时间对脱硫率的影响。研究结果表明,当氧硫摩尔比(H₂O₂/S)为6,在10mL模拟油品中加入0.6mL离子液体, 50℃下反应40min,脱硫率可达99.7%。离子液体循环再生使用5次,脱硫率没有明显下降。     

酸性离子液体萃取/催化二苯并噻吩氧化脱硫反应的优化

ö以Brönsted酸性离子液体N-甲基-2-吡咯烷酮磷酸二氢盐(\[Hnmp\]H₂PO₄)为萃取剂和催化剂,双氧水为氧化剂,二苯并噻吩(DBT)溶于正辛烷为模型油,利用正交实验法优化了DBT氧化脱硫反应工艺。所优化的反应条件为：反应温度60℃,模型油与离子液体体积比为1∶1,氧/硫摩尔比为16, 氧化时间5h;在此条件下模型油脱硫率达99.8%,实际柴油脱硫率为64.3%。由正交实验极差可知,各因素对DBT脱硫率影响的大小依次为：反应温度＞反应时间＞氧/硫摩尔比＞剂油比;离子液体循环利用6次,脱硫率下降不明显。     

柴油等离子体催化氧化-离子液体萃取脱硫的实验研究

随着环境法的日益完善,柴油的低硫化成了亟待解决的问题。本文采用浸渍法制备了Cu2+负载型酸化改性Al2O3型催化剂,对市售0#柴油进行了等离子体催化氧化脱硫实验研究,后又用自制的新型离子液体(BMIMDBP)对氧化脱硫后的柴油进行萃取脱硫。实验结果表明:在使用板-板式石英反应器,催化剂质量分数为w(catalyst)=5%,空气流速为200 mL/min,放电时间为15min,离子液体与柴油的体积比为1∶1和萃取5次的条件下,脱硫率可以达到52.1%。本方法的实施为柴油脱硫开辟了一条新的途径。     

酸性离子液体[BMIm]HSO4催化噻吩氧化脱硫

本文以酸性离子液体1-甲基-3-丁基咪唑硫酸氢盐([BMIm]HSO4)为催化剂和萃取剂,过氧化氢为氧化剂,催化氧化噻吩。结果显示,当离子液体用量为3g/5mL模型油、反应温度为70℃、氧硫摩尔比为3、反应时间30min时,噻吩的转化率可以达到100%。离子液体回收再使用3次,催化活性仅略有下降。     

酸性离子液体催化脂肪酸甲酯聚合制备二聚酸甲酯

 以 Brönsted-Lewis 酸性离子液体为催化剂, 用于催化生物柴油中不饱和脂肪酸甲酯聚合制备二聚酸甲酯反应, 考察了催化剂种类、催化剂用量、反应温度和时间等因素对聚合反应性能的影响, 得到较佳的反应条件. 结果表明, 当以 1-(3-磺酸)-丙基-3-甲基咪唑氯锌酸盐[HO3S-(CH2)3-mim]Cl-ZnCl2 (ZnCl2 摩尔分数为 0.67) 为催化剂, 生物柴油 15 g, m(生物柴油):m(离子液体) = 15:1, 于 240 oC 下反应 6 h 时, 二聚酸甲酯收率为 63.2%, 其中三聚体含量小于 5%. 另外, 该催化剂重复使用 5 次后, 二聚酸甲酯收率仍超过 63%, 表明其具有较好的重复使用性能. 离子液体的 Brönsted 和 Lewis 酸位的协同效应显著提高了其催化活性.     

银离子修饰的介孔磷钨酸/二氧化硅催化剂氧化脱硫性能研究

采用银修饰介孔磷钨酸/二氧化硅（mesoporous HPW/SiO₂）催化剂,并研究了其在模拟柴油和真实柴油氧化脱硫反应中的催化性能。通过银修饰介孔HPW/SiO₂,结合银离子对有机硫化物的选择吸附性和HPW对有机硫化物的催化氧化活性,以达到选择氧化脱硫的目的。模拟柴油分别采用石油醚、苯、1-辛烯和二苯并噻吩配制,当银离子与HPW的摩尔比为2时,催化剂具有最高的选择催化氧化活性。采用N₂ 吸附-脱附、XRD、UV-vis和EDS表征了银修饰的介孔HPW/SiO₂催化剂,结果表明,银物种分散均匀且以Ag⁺形式存在。真实柴油的脱硫研究表明,相比介孔HPW/SiO₂催化剂,修饰的催化剂介孔Ag₂-HPW/SiO₂脱硫率提高了4.6%,初始硫含量为1800×10^-6的直馏柴油能被脱除至228×10^-6,脱硫率为87.3%。介孔Ag₂-HPW/SiO₂催化剂具有良好的再生性能,经再生处理后,Ag的损失量极少,其三次脱硫率达到84.8%。     

离子液体耦合有机过氧化物脱除二苯并噻吩的研究

以12-磷钨酸为催化剂,研究了离子液体耦合有机过氧化物脱除二苯并噻吩(DBT)。研究结果表明,单独使用离子[bmim]BF4、[bmim]PF6液体为萃取剂,脱硫率为27.78%~38.76%。以由等体积的H2O2与甲酸制成有机过氧化物为氧化剂,不使用催化剂和离子液体,温度70℃,反应时间6 h,DBT氧化为二苯并噻吩砜的比例为76.6%。在催化剂作用下,将离子液体与氧化剂耦合使用时,脱硫率明显提高。当催化剂与DBT的摩尔比为0.20∶1,氧化剂与DBT的体积比为10∶1,[bmim]PF6离子液体与DBT的体积比为1∶1,在70℃反应6 h后,脱硫率可达98.60%。耦合体系重复使用五次后,氧化脱硫活性没有明显降低。     

模拟油品氧化脱硫及反应动力学研究

在H₂O₂/WO₃/ZrO₂氧化体系中对以甲苯为溶剂、二苯并噻吩(DBT)为模型含硫化合物的模拟油品(硫的质量分数为1540×10^-6)进行了氧化脱硫研究,考察了反应温度、反应时间、氧化剂加入量、催化剂用量对DBT转化率的影响。实验结果表明,在反应温度50℃,反应时间90min,氧化剂加入量油/H₂O₂的体积比为20∶1和催化剂用量0.02g/mL的适宜氧化脱硫条件下,96%以上的DBT氧化为容易分离脱除的二苯并噻吩砜(DBTOs);同时研究了DBT氧化反应动力学,得知DBT氧化反应为一级反应,表观活化能E_a为55.37kJ/mol,指前因子A为3.35×10⁷min^-1。     

酸性离子液体催化油酸酯化合成生物柴油简

酸性离子液体具有催化活性好、选择性高及易于回收等优点,是一种应用前景非常好的环境友好的酸性催化剂,在生物柴油合成反应中具有重大的理论意义和应用价值. 本文以油酸和甲醇为原料,探讨了7种不同酸性离子液体在生物柴油合成反应中的催化效应. 研究表明,离子液体酸性越强,催化酯化活性越高;引入磺酸基团可大大增强离子液体Brönsted酸性,使其在酯化反应中发挥溶剂/催化剂的双重作用,促进酯化反应向产物方向进行,达到高产率,因而1-丁基磺酸-3-甲基咪唑硫酸氢盐（[BHSO₃MIM]HSO₄）催化效果最好. 此外,系统研究了[BHSO₃MIM]HSO₄催化油酸与甲醇酯化反应,并采用响应面法优化了反应条件. 结果发现,该反应的最适醇酸摩尔比、催化剂用量、反应温度及反应时间分别为4：1,10%（基于油酸的质量）,130 ℃和4 h;在此条件下,生物柴油产率为97.7%. [BHSO₃MIM]HSO₄连续使用10批次后,仍能保持初始催化活性的95.6%,表现出极好的操作稳定性. 另外,利用该离子液体催化游离脂肪酸含量为72%的废油脂生产生物柴油,反应6 h可获得产率94.9%. 可见,[BHSO₃MIM]HSO₄在酯化生产生物柴油方面具有巨大的应用潜力.     

氧化-温控双功能离子液体催化O2氧化模拟柴油脱硫

将温控结构单元聚醚链和催化氧化基团磷钨酸根共同引入到离子液体的结构中, 合成出一系列不同聚合度的十八胺类氧化-温控双功能离子液体, 并将其应用于催化O₂氧化模拟柴油的脱硫反应过程, 实现了反应分离一体化, 并取得了良好的脱硫效果和催化剂循环使用效果. 该类离子液体在甲苯/正十二烷混合溶剂中具有良好的温控性能. 筛选出活性较高的离子液体催化剂, 其聚合度n=111以及烷基碳链为C₁₂. 考察了反应温度、反应时间和氧气压力等因素对脱硫效果的影响. 在优化的反应条件(V(甲苯):V(模拟油)=1:1, T=100 ℃, t=2 h, p(O₂)=2.0 MPa)下, DMF萃取一次, 脱硫率接近100%. 催化剂循环使用11次, 脱硫率仍可达到95%以上.     

NiWO_4/g-C_3N_4的制备及其在离子液体中氧化脱硫性能的研究

采用水热法合成了NiWO_4纳米粒子,然后通过混合煅烧法成功地制备了负载型催化剂NiWO_4/g-C_3N_4。采用XRD、FT-IR、EDS、SEM、BET和XPS表征了NiWO_4/g-C_3N_4的形貌和结构特征。以NiWO_4/g-C_3N_4为催化剂,过氧化氢为氧化剂,1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体([BMIM]BF4)为萃取剂。考察了催化剂的负载量,过氧化氢、离子液体和催化剂使用量,反应温度,反应时间,不同种类的含硫化合物对脱硫效果的影响。结果表明,在5 m L模拟油,0.2 m L过氧化氢,1.0 m L的[BMIM]BF4,0.03 g的NiWO_4/g-C_3N_4,反应温度为80℃,反应时间为140 min的最佳的反应条件下,脱硫率可以达到97.35%。实验表明,NiWO_4/g-C_3N_4具有很好的催化稳定性,催化剂重复使用五次后催化活性并没有明显地降低。     

CuWO4/C复合物的制备和其在模拟油氧化脱硫中的应用

用混合煅烧法制备了CuWO₄/C复合物,并采用XRD、SEM、和BET等技术对其结构进行表征。以CuWO₄/C复合物为催化剂、过氧化氢为氧化剂、1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯盐离子液体为萃取剂氧化脱除模拟油中的二苯并噻吩(DBT)。考察了反应温度、双氧水加入量、萃取剂加入量等因素对脱硫效果的影响。结果表明,在相同的实验条件下,相比于CuWO₄,CuWO₄/C复合物具有更高的脱硫率。在模拟油为5.0 mL、催化剂加入量为0.02 g、H₂O₂加入量0.2 mL、萃取剂加入量1.0 mL、反应温度70℃、反应时间180 min的最佳实验条件下,DBT转化率可达到98.2%,催化剂循环使用四次活性没有明显降低。     

磷钨酸季铵盐催化氧化汽油深度脱硫

以十六烷基三甲基溴化铵和磷钨酸为原料制备了磷钨酸季铵盐催化剂,并对催化剂进行了红外光谱和SEM表征。研究了磷钨酸季铵盐为催化剂,双氧水为氧化剂,催化氧化法生产低硫汽油技术。考察了萃取剂以及氧化条件和萃取条件对脱硫效果的影响。结果表明,在汽油10 mL,双氧水0.01 mL,催化剂0.0016 g,氧化温度30℃,氧化时间60 m in的条件下,采用复合溶剂LJ-1进行萃取,萃取温度20℃,静置时间15 m in,剂油比为1时,直溜汽油中的硫含量由179.3 mg/L降至10.8 mg/L,脱硫率达94.0%。氧化萃取时的脱硫率比未经氧化直接萃取时的脱硫率高45.6%,氧化脱硫效果显著。     

Desulfurization of model and real fuels by extraction and oxidation processes using an indenylmolybdenum tricarbonyl pre-catalyst

Regulations on the permissible levels of sulfur in transportation fuels are becoming ever more strict, with a global shift towards “zero sulfur” fuels, and the revamp of existing hydrodesulfurization (HDS) facilities to meet these lower caps is cost-prohibitive. Metal-catalyzed sulfoxidation chemistry is viewed as an economically viable desulfurization strategy that could complement conventional HDS technology. In the present work, the complex [η⁵-IndMo(CO)₃Me] ( 1 ) (Ind = indenyl) was employed in the catalytic oxidative desulfurization (CODS) of model and real liquid fuels, using aqueous hydrogen peroxide (H₂O₂) as oxidant. After optimization of the CODS reaction parameters (diesel/H₂O₂ ratio, catalyst amount, temperature), a high-sulfur (2000 ppm) model diesel containing benzothiophene, dibenzothiophene, 4-methyldibenzothiophene and 4,6-dimethyldibenzothiophene could be completely desulfurized within 2 hr under solvent-free conditions or in the presence of the ionic liquid 1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate ([BMIM]PF₆) as extraction solvent. The catalyst formed under solvent-free conditions could be recycled without a significant decrease in desulfurization activity. The high performance of the CODS system was verified in the sulfur removal from a commercial untreated diesel fuel with a sulfur content of 2300 ppm, and a jet fuel with a sulfur content of 1100 ppm. Solvent-free CODS in combination with initial/final extraction gave desulfurization efficiencies of 70% for the diesel fuel and 55% for the jet fuel. CODS with [BMIM]PF₆ in combination with initial/final extraction led to a sulfur removal of 95.9% for the diesel fuel, which is one of the best results yet reported for ODS of commercial diesels.     

俄罗斯含硫原油常压渣油催化裂化反应性能及硫分布规律的研究

利用小型固定流化床对俄罗斯含硫原油常压渣油的催化裂化反应性能进行了考察,并研究了原料油中硫在催化裂化产品中的分布；结果表明,较高的反应温度和较低的剂油比有利于提高产品的轻油收率,降低焦炭产率；而较高的反应温度和较高的剂油比有利于降低汽油中的硫含量,但会导致柴油中的硫含量迅速增加；催化裂化过程中,原料中约40%以上的硫会转化成为分子量很低的硫化物,其次是柴油和焦炭中,分别占25%和10%左右。     

氨基化中空SiO2杂多化合物复合型催化剂的合成、表征及催化燃油深度脱硫性能

采用分散聚合法制得中空SiO₂微粒,将其氨基化后负载磷钨酸（HPW）,最终制得氨基化中空SiO₂磷钨酸复合型催化剂（NH₄PW-SiO₂）,并对催化剂进行了N₂吸附-脱附、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-OES）表征. 考察了以NH₄PW-SiO₂为催化剂,过氧化氢为氧化剂,乙腈为萃取剂的催化氧化萃取燃油深度脱硫性能. 探讨了催化剂用量、氧硫比、催化剂与氧化剂预接触时间、反应温度和初始硫含量对脱硫效果的影响. 结果表明,在催化剂用量为模拟油品质量的1.0%,氧硫摩尔比为15,催化剂与过氧化氢预接触4 min,反应温度为60 ℃,初始硫含量为350 mg/L的条件下,反应180 min时硫含量已降至2.45 mg/L,脱硫率达99.3%. 催化氧化萃取时的脱硫率比单纯萃取时的脱硫率高45.1%. 此外,催化剂用于真实汽油及柴油的催化氧化脱硫也得到了很好的脱硫效果,且催化剂重复使用5次后,脱硫效率未见明显降低.     

吡啶离子液体催化作用下的FCC汽油烷基化脱硫

合成一种Brønsted酸性离子液体[BPY]HSO₄,采用红外光谱和核磁共振对其进行表征。以[BPY]HSO₄为催化剂,对FCC汽油进行烷基化脱硫,考察反应温度、反应时间和剂油质量比对脱硫效果的影响及脱硫前后FCC汽油性质的变化,并对[BPY]HSO₄进行了再生。结果表明,在反应温度为65 ℃、反应时间为90 min和剂油质量比为0.09的条件下,FCC汽油的硫含量从580.0 μg/g降至6.4 μg/g,脱硫率为98.90%,满足中国国Ⅴ车用汽油硫含量标准(<10 μg/g);脱硫前后硫分布变化表明,在[BPY]HSO₄的催化作用下,前170 ℃馏分油中硫化物大部分转移到后170 ℃重馏分中,重馏分中硫化物可采用加氢方法进行脱除;PONA组成变化表明,烷基化脱硫过程对FCC汽油的烃类组成影响较小,且脱硫前后辛烷值变化不大;[BPY]HSO₄经萃取再生后可循环使用。     

羧基功能化离子液体催化二苯并噻吩氧化脱硫

以羧基功能化离子液体1-甲基-3-羧甲基咪唑四氟硼酸盐([cmmim]BF₄)为催化剂和萃取剂,过氧化氢为氧化剂,催化氧化二苯并噻吩(DBT)。结果表明,当反应温度为60 ℃,O/S摩尔比为6,反应时间80 min时,DBT的转化率可以达到100%。离子液体回收重复使用四次,催化活性无明显下降。     

磷钨酸功能化氮化碳的制备及其氧化脱硫研究

以磷钨酸和氮化碳为原料,合成磷钨酸功能化的氮化碳(g-C₃N₄/HPW),并采用XRD、SEM、FT-IR对其结构进行表征。以g-C₃N₄/HPW为催化剂,过氧化氢作为氧化剂,咪唑氟硼酸盐为萃取剂氧化萃取一体法脱除模拟油中的二苯并噻吩(DBT)。考察了反应温度、催化剂加入量、双氧水加入量、萃取剂加入量、硫化物类型等因素对脱硫效果的影响。结果表明,在模拟油为5 mL,g-C₃N₄/HPW为0.02 g,H₂O₂加入量为1.0 mL,BF₄ 为1.5 mL,反应温度70 ℃,反应120 min的条件下,DBT的转化率可达到93%。反应体系循环使用4次催化剂的活性没有明显的降低。