杂多酸聚合离子液体的制备及其在燃油催化氧化脱硫中的应用

• 作 者: 徐然
• 出 处: 北京化工大学
• 发表日期: 2018年01期
• 关键词: 聚合离子液体 磷钨酸 过氧钒酸 过氧化氢异丙苯 氧化脱硫 实际柴油

燃料油中噻吩类化合物的脱除是炼油行业的技术挑战之一,而吸附脱硫、萃取脱硫和催化氧化脱硫等非加氢脱硫技术颇有潜力,值得进一步研究探索。本文分别通过PVP和PVIM与杂多酸反应合成了新型聚合离子液体(HPW-PVP和V-PIL),探究了其在氧化脱硫中的应用。首先,用磷钨酸对聚乙烯基吡啶(PVP)进行离子化改性,获得了HPW-PVP。利用X射线粉末衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)等分析方法对该聚合离子液体的形貌及结构进行了表征。结果表明,HPW-PVP表面疏松多孔,具有无定型结构。以HPW-PVP作为催化剂,过氧化氢(H202)为氧化剂,以EG为萃取剂,构建了新的萃取-催化氧化脱硫(ECODS)体系。该ECODS过程在80 ℃,nH2O2:ns = 20,mHPW-PVP:mOIL = 10 wt%,mEG:mOIL = 20%条件下反应2 h,即可将模型油中DBT和BT完全脱除,而且连续5次使用后,脱硫效率无明显降低。使用后的萃取相及催化剂可通过简单方法进行分离再生。该ECODS过程对实际柴油的单次脱硫效果也能达到78%。其次,通过过氧钒酸与聚乙烯基咪唑(PVIM)的交联改性制备了V-PIL催化剂,采用相同的分析方法对其形貌及结构进行了分析表征。以V-PIL为催化剂,通过异丙苯原位空气氧化产生的CHP为氧化剂,构建了一步法ACODS过程,并对模型油中DBT的 脱除性能进行了考察。结果表明,一步法ACODS过程脱硫效果并不理想,改变反应温度,氧气压力,催化剂等条件对脱硫效果的影响也很小这主要是在反应条件下CHP并未高效形成所致。此外,本文还探索了两种以氧气作为氧化剂的新脱硫体系,即以金属-溴化物催化氧化脱硫体系和以自由基引发剂催化氧化脱硫体系。结果表明,这两种体系均无明显脱硫效果,说明噻吩硫的氧化与烷基芳香烃的氧化服从不同的催化机理。