一种催化氧化脱除二苯并噻吩的方法
【专利摘要】本发明公开了一种催化氧化脱除燃料油中二苯并噻吩的方法，属于化学工程【技术领域】。该发明以双核金属酞菁为催化剂，离子液体为萃取剂，空气为氧化剂，硫分、催化剂、萃取剂及氧化剂摩尔比为1：0.00015~0.0015：0.45~0.85：2.067~20.67，采用催化氧化萃取耦合的方法，实现了对燃料油中二苯并噻吩的深度脱除。该方法反应条件温和，催化剂用量少且催化活性高，离子液体萃取剂成本低，反应结束后可实现与反应体系的自动分层，使双核金属酞菁催化剂耦合离子液体具有较好的循环可利用性，是一种环境友好型生产工艺，具有较好的工业应用前景。
【专利说明】一种催化氧化脱除二苯并噻吩的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种燃料油脱硫技术，尤其是一种催化氧化萃取分离脱除燃料油中二苯并噻吩(DBT)的方法，属于化学工程【技术领域】。
【背景技术】
[0002]目前，脱硫方法主要有加氢脱硫和非加氢脱硫两种方法。加氢脱硫由于反应条件苛刻，氢气耗费量大，经济上不合算。非加氢脱硫包括氧化法、萃取法、吸附法、生物脱硫法等。近几年，由于氧化脱硫可避免耗费氢气且反应条件比较温和，工艺投资和操作费用较低，逐渐成为研究的热点。氧化脱硫工艺中氧化剂使用最多的是H2O2，但是若大量使用H2O2,成本也比较高，而廉价易得的氧气(或空气)逐渐引起人们的兴趣。Murata等使用Co盐作催化剂，以分子氧直接氧化脱除柴油中的硫，但是该过程以醛作牺牲材料，而且空气中氧气含量较低，氧化性较差。因此探索新的催化工艺，开发高催化活性、低成本且可回收的绿色催化剂逐渐成为研究的重点。
[0003]工业上已经用金属酞菁进行脱臭-氧化硫醇，但是其只能把硫醇氧化为二硫化物，不能深度氧化，且循环使用性太差，废碱液排放污染严重。因此，根据双核金属酞菁对有机硫化物的高度选择性轴向配位，把其应用在染料油脱硫上，催化氧化DBT，具有较高的理论研究价值和很好的应用前景。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是提供一种所需设备简单、操作费用低、安全性好、催化剂可重复利用且可高效脱除燃料油中二苯并噻吩的方法。
[0005]为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是:一种催化氧化脱除二苯并噻吩的方法，该方法包含以下步骤:
(I)取含硫燃料油，加入双核金属酞菁为催化剂，离子液体为萃取剂，硫分、催化剂及萃取剂摩尔比为1:0.00015、.0015:0.45、.85，其中硫分指的是燃料油中的二苯并噻吩。
[0006](2)在反应体系中不断通入氧化剂空气，空气流量控制在2(T200mL/min，，空气相对湿度控制在40%~80%，在2(Tl00°C条件下反应0.5~3h，其中硫分与空气摩尔比控制在1:2.067~20.67 ；
(3)反应结束后，静置至溶液体系分层；上层为脱硫后的油相，下层为离子液体与催化剂混合相；
(4)取上层油相，采用气相色谱仪检测其硫含量，并与反应前硫含量进行对比；最后，将下层离子液体与催化剂混合相进行重复利用，测试其重复使用性能。
[0007]进一步的，所述双核金属酞菁催化剂结构通式如下:
【权利要求】
1.一种催化氧化脱除二苯并噻吩的方法，其特征在于:其包含以下步骤: (1)取含硫燃料油，加入双核金属酞菁为催化剂，离子液体为萃取剂，硫分、催化剂及萃取剂摩尔比为 I:0.00015~0.0015:0.45~0.85 ； (2)在反应体系中不断通入空气，空气流量控制在2(T200mL/min，空气相对湿度控制在40%~80%，在2(Tl00°C条件下反应0.5~3h，其中硫分与空气摩尔比控制在1:2.067~20.67 ； (3)反应结束后，静置至溶液体系分层； (4)取上层油相，采用气相色谱仪检测其硫含量，并与反应前硫含量进行对比。
2.根据权利要求1所述的一种催化氧化脱除二苯并噻吩的方法，其特征在于:所述双核金属酞菁催化剂结构通式如下:
3.根据权利要求1所述的一种催化氧化脱除二苯并噻吩的方法，其特征在于:所述离子液体萃取剂结构通式表示为Α+Β_，其中:阳离子A+选自咪唑类[R1R2IM]'吡啶类[RPy] +或季铵盐类[NR1R2R3R4]+中的一种，咪唑类[R1R2IM]+结构式如下:
4.根据权利要求1所述的一种催化氧化脱除二苯并噻吩的方法，其特征在于:所述离子液体萃取剂选自己内酰胺-四丁基溴化铵离子液体。
5.根据权利要求1所述的一种催化氧化脱除二苯并噻吩的方法，其特征在于:所述空气流量由转子流量计控制。
6.根据权利要求1所述的一种催化氧化脱除二苯并噻吩的方法，其特征在于:所述含硫燃料油为将二苯并噻吩溶于有机溶剂制备而成的模型油。
7.根据权利要求6所述的一种催化氧化脱除二苯并噻吩的方法，其特征在于:所述有机溶剂选自烷烃CH3 (CH2)nCH3、甲苯或二甲苯，其中η≥3。
8.根据权利要求1所述的一种催化氧化脱除二苯并噻吩的方法，其特征在于:所述空气在反应体系中不断由导管导出，通入水溶液中进行吸收。
9.根据权利要求8 所述的一种催化氧化脱除二苯并噻吩的方法，其特征在于:所述水溶液显碱性，其PH值> 7。
【文档编号】C10G53/14GK103555366SQ201310561614
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年11月13日 优先权日:2013年11月13日
【发明者】张娟, 胡颜荟, 任腾杰, 李俊盼, 赵地顺 申请人:河北科技大学