羧基功能化酸性離子液體選擇性脫除油品中的堿性氮化物的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于石油化工領(lǐng)域，涉及一種以羧基功能化酸性離子液體為脫氮劑，將油 品中的堿性氮化物一喹啉進(jìn)行選擇性脫除的新方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 油品中氮化物的存在除了會影響油品的顏色及安定性；燃燒后會以氮氧化物NOx 的形式排入大氣，造成嚴(yán)重的空氣污染外；還會對汽、柴油硫含量的降低帶來極大的影響。 在油品生產(chǎn)中，極微量的堿性氮化物就可引起催化裂化、加氫精制等工藝過程中貴重催化 劑中毒，縮短催化劑的使用壽命，從而增加生產(chǎn)成本，減少產(chǎn)量。據(jù)統(tǒng)計(jì)，原油中氮含量減少 90%，汽油的產(chǎn)量能提高20%。 油品氮化物常規(guī)脫除方法有加氫脫氮和非加氫脫氮。加氫脫氮是目前應(yīng)用最廣泛的 方法之一，此種方法工藝比較成熟，且具有工藝簡單、操作方便、油品收率高等優(yōu)點(diǎn)，但加 氫所需的設(shè)備投資比較大，操作條件苛刻，操作費(fèi)用較高。而且深度加氫可使油品品質(zhì)變 差，安定性下降，淺度加氫又會使脫氮率降低。目前，研究的熱點(diǎn)為非加氫脫氮方法。已有 研究表明，無機(jī)酸、雜多酸、離子交換樹脂、酸性離子液體等均可有效脫除堿性氮化物（CN 101861374 A)，但尚未見羧基離子液體脫除油品堿性氮的報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明提出了一種通過在離子液體陽離子引入功能化基團(tuán)-COOH的方法，得到一 系列羧基功能化酸性離子液體，該類離子液體對油品中的堿性(喹啉）氮化物有良好的選擇 性脫除效果。該方法通過-COOH的引入，使陰陽離子對油品中氮化物喹啉的相互作用得以 調(diào)變，分子間形成強(qiáng)有力的氫鍵，從而能夠使堿性氮化物能從油品萃取至離子液體相。該 類離子液體具有良好的水溶性，不溶于汽油、柴油，通過攪拌一萃取一沉降等過程，即可有 效的將油品中的堿性氮萃取至離子液體中；反應(yīng)結(jié)束后，離子液體經(jīng)簡單處理后，可重復(fù)使 用。 本發(fā)明的目的是提供一種脫除模擬油品中堿性氮的新方法，與傳統(tǒng)非加氫酸精制方法 相比，該方法在常壓、常溫或接近常溫存在條件下，經(jīng)簡單處理即可完成，且脫氮劑可重復(fù) 使用。同時，該方法不僅對堿性氮有良好的脫除效果，對非堿性氮的脫除也有優(yōu)異的效果。 本發(fā)明通過以下方案解決上述問題，利用離子液體的結(jié)構(gòu)可調(diào)變性，通過陰陽離子的 組合，設(shè)計(jì)合成了對堿性氮有脫除效果的離子液體，在一定溫度下，對油品進(jìn)行脫氮反應(yīng)。 反應(yīng)結(jié)束后，通過分液將油品與離子液體進(jìn)行分離，離子液體不經(jīng)處理或經(jīng)乙醚洗滌處理 之后，可繼續(xù)作為脫氮劑重復(fù)使用。 本發(fā)明方法所述的離子液體具有以下結(jié)構(gòu)式： 本方法通過以下步驟實(shí)現(xiàn)： 豐旲擬油品的配制： 堿性氮模擬油品：將161. 43mg分析純的喹啉溶解在100 mL的正庚烷中制成溶液，溶液 中的氮的濃度為175 mg · L 1 尚子液體脫氮實(shí)驗(yàn)：在帶有塞子和磁子的反應(yīng)瓶中，加入I gi^i子液體，加入10-50 g 模擬油品，室溫下攪拌30 min，靜置沉降30 min，吸管吸取上層油品，用TN-3000氮測定儀 測定脫氮前后油品的含氮量，據(jù)此計(jì)算離子液體對油品的脫氮率。 本方法與傳統(tǒng)方法相比，其特點(diǎn)是： (1) 無需采用【背景技術(shù)】中的傳統(tǒng)強(qiáng)酸，顯著改善了設(shè)備腐蝕和廢水排放問題。 (2) 反應(yīng)條件溫和，脫氮程序簡單，對堿性氮一次性脫除率高。 (3) 離子液體可重復(fù)使用，回用6次后，其脫氮率仍在95%以上，克服了【背景技術(shù)】中脫氮 劑不能重復(fù)使用問題。 具體實(shí)施方法 下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的方法做進(jìn)一步說明，但并不是對本發(fā)明的限定。 實(shí)施例1:取10 g喹啉模擬油品于反應(yīng)瓶中，加入I g吡啶羧基功能化離子液體 PyCH2COOH P-CH3C6H5SO3,在20 °C下磁力攪拌反應(yīng)0.5 h，沉降0.5 h后，取上層油品用 TN-3000氮測定儀測含氮量，脫氮率為99. 49 %。 實(shí)施例2-7 :取10 g喹啉模擬油品，加入I g羧基功能化離子液體，20 °C下磁力攪拌 反應(yīng)30 min，沉降30 min后取上層油品。用TN-3000氮測定儀測氮含量，脫氮結(jié)果見表1。 表1實(shí)施例2-7的脫氮結(jié)果
實(shí)施例8:取10 g喹啉模擬油品于反應(yīng)瓶中，加入I g三乙胺羧基功能化離子液體 (C2H5)3NCH2C00HHS04,在20°C下磁力攪拌反應(yīng)0· 5 h，沉降0· 5 h后，取上層油品用TN-3000 氮測定儀測含氮量，脫氮率為99. 89 %。 實(shí)施例9-14:取10 g喹啉模擬油品，加入I g羧基功能化離子液體，20 °C下磁力攪拌 反應(yīng)30 min，沉降30 min后取上層油品。用TN-3000氮測定儀測氮含量，脫氮結(jié)果見表2。 表2實(shí)施例9-14的脫氮結(jié)果
實(shí)施例15-18 :取I g羧基功能化離子液體（C2H5)3Nch2COOHHSO 4于反應(yīng)瓶中，加入10 -50 g喹啉模擬油品，20 °C下磁力攪拌反應(yīng)30 min，沉降30 min后取上層油品。用TN-3000 氮測定儀測氮含量，脫氮結(jié)果見表3。 表3不同劑油比條件下的脫氮結(jié)果
實(shí)施例19 :選擇離子液體（C2H5)3Nch2COOHHSO 4，實(shí)驗(yàn)條件與步驟同實(shí)施例8,實(shí)驗(yàn)完畢 分離油品與離子液體，離子液體不經(jīng)處理，進(jìn)行下一次脫氮實(shí)驗(yàn)，脫氮結(jié)果見表4,離子液體 重復(fù)使用6次，脫氮效果仍高達(dá)98. 54%，顯示出良好的重復(fù)使用性能。 表4 (C2H5) 3NCH2C00HHS04重復(fù)脫除喹啉模擬油品
比較例1 :實(shí)驗(yàn)條件與步驟同實(shí)施例8,只是將離子液體改為（C2H5)3NHSO 4，模擬油品脫 氮率僅為40. 90 %。 以上所述僅為本發(fā)明的一些較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與 修飾，均應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種W簇基功能化酸性離子液體選擇性脫除油品中堿性氮的新方法，其特征在于所 采用的離子液體為COOH功能化酸性離子液體，具有W下結(jié)構(gòu)：脫氮過程：在帶有磁子的具塞反應(yīng)瓶中，加入1g離子液體，10-50g模擬油品，室溫下 磁力攬拌30min,靜置30min,吸取上層油品，用TN-3000氮測定儀測定脫氮前后油品的氮 含量，計(jì)算脫氮率，所用油品為哇嘟模擬油品，氮含量為175mg.Li。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用羧基功能化離子液體選擇性脫除油品中堿性氮化物的新方法。其特征是以羧基功能化離子離子液體為脫氮劑，在常溫常壓下即可進(jìn)行操作，反應(yīng)結(jié)束，經(jīng)簡單處理，回收的離子液體可重復(fù)使用。本發(fā)明與傳統(tǒng)方法相比，其特點(diǎn)是：（1）無需采用【背景技術(shù)】中的催化加氫脫氮以及酸精制脫氮，顯著改善了投資大、設(shè)備腐蝕和廢水排放以及脫氮成本高昂等問題。（2）所用離子液體脫氮方法條件緩和，操作簡單易行，且離子液體可實(shí)現(xiàn)重復(fù)使用。（3）與其他離子液體相比，所用離子液體能高選擇性脫除油品中的堿性氮，一次脫氮即可將氮含量降至5？mg?L-1以下。
【IPC分類】C10G21/20
【公開號】CN105400541
【申請?zhí)枴緾N201510635335
【發(fā)明人】王輝, 宋修艷, 于世濤
【申請人】青島農(nóng)業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年9月30日