离子液体油品脱氮研究进展论文_张鲁一航

离子液体油品脱氮研究进展论文_张鲁一航

(陆军勤务学院,401311)

摘要:油品中存在氮化物的情况下,除了能够让加工期间的油品颜色慢慢变深、稳定性越来越差之外,还可能导致催化剂中毒的情况,成品油在燃烧之后将产生NOX在排入大气候还会对环境造成危害,最终可能引发酸雨、光化学雾的形成,不利于环境的发展,同时还将危害人们的身体健康。笔者在全面分析国内外以离子液体的方式探究油品氮化物脱除问题的具体探究成果,并归纳探究现状,提出了集中脱除油品中碱性、非碱性氮化物的具体方式。

关键词:脱氮;离子液体;油品

一、离子液体脱除油品中的碱性氮

1.1国外有关离子液体脱除油品中的碱性氮方面的探究

阿克苏诺贝尔化学品公司的Z Ccnrad Zhang课题组是最先以离子液体展开脱氨探究的课题组,该课题组具体探究了几类对水有较高敏感度的离子液体以及不够敏感的离子液体,具体判断了各类燃料组分分子的吸收性能。最终发现,吡啶可以很好地溶解到BMIMBF4当中,将其作为萃取剂,对吡啶模拟油品进行脱氮,脱除率达到45%以上。在对比之后可以了解到,对于高π电子云密度的结构,离子液体有更多的选择性,因为空间位阻的限制,在芳香环存在取代基的情况下,离子液体无法凸显出很好的脱除效果。芳香族化合物吸附能力的强弱,和离子液体阴阳离子大小和结构密切相关。

1.2国内有关离子液体脱除油品中的碱性氮方面的探究

以此为基础,我国学者也对离子液体油品脱氮问题展开了全面探究。Peng G在2005年基于甲基丁基咪唑氯和ALCL3组合所得Lewi酸性离子液体展开了FCC的碱性氮脱除方面的探究。最终发现离子液体能够被充能斧利用。Huh E S探究发现了很多1,3二级烷基咪唑烷基硫酸盐以及烷基磷酸盐,同时将其用作对油品氮化物进行脱除的行为中,由最终结果来说,选择性没有优势。在离子液体中融合了Lewis酸ZnCL2之后,最终的氮化物脱除效果有明显加强。

从我国的文献探究资料方面看,结合离子液体对油品中的氮化物进行脱离方面的探究不多。具体来说,在2005到2012年检,我国针对裂化柴油展开了相关的碱性氮脱除方面的实践探究,由最终的结果可知,对于碱性氮组分来说,当前普遍使用的离子液体以酸性离子液体为主,AICL3型Lewis酸性离子液体对于碱性氮的脱除都体现出了很强的选择性,BF4作为阴离子,其和CI离子体在脱氮过程中所发挥的作用非常有限。

二、离子液体脱除油品中的非碱性氮

Xie研究发现了一种阴离子是CI-的离子液体,在将该物质用作油品脱氮探究之后发现,这一离子液体在针对非碱性氮有很强的选择性。随后,其基于BMIMCI与辛基吡啶氯在氮=105毫升/千克的直馏柴油展开脱氮试验,发现最终的脱氮氯可达五成以上,对离子液体进行过水洗的情况下,可再低使用,其中的氮化物能够基于甲苯反萃取富集。随后,这一课题小组再度报道了基于BMIMCI的油品非碱性氮的脱除探究问题,并归纳了探究成果。2009年,该小组再度基于聚合物负载型离子液体展开了非碱性氮的脱除实践行为,最终取得了较为可观的成效。

Hansmeier基于N(CN)2以及C(CN)3以及SCN等几个阴离子液体,张开了模拟油品脱硫脱氮方面的具体探究。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆最终了解到,基于离子液体的作用,氮化物与硫化物都能够被一定程度地脱离出来,对比来看,这几种阴离子的脱硫效果要比之前报道的离子液体的脱硫效果更为优越,同时,这类离子液体在碳化物脱除方面也有很强的选择性。

作者随后又报道了基于SO3H的功能化酸性离子液体在油品非碱性氮脱除方面的应用效果,将ET3N-(CH2)3SO3HHSO4作为脱氮剂,展开了剂水比、剂油比以及沉降时长等多个方面的具体探究,同时还对反应时间和温度展开了具体判断,最终得到的结果是,在将离子液体进行多次使用之后,没有出现其反应活动严重降低的问题,这表示其稳定性较强,在离子液体脱除油品非碱性氮中能够发挥有效作用。

三、离子液体脱除油品中的碱性、非碱性氮

Asumana等几位学者基于二氰胺基类的离子液体展开了油品碱性氮以及非碱性氮脱氮方面的具体探究,最终发现,对比碱性氮来看,N(CN)2类阴离子对非碱性氮的脱除效率要明显更强。将[BMIM][N(CN)2]当做代表性离子液体,对反应温度、剂油比以及初始氮占比和反复萃取为脱氮氯带来的变化等多个方面展开了具体分析,最终发现,对于脱氮氯方面来说,原始氮占比以及反映温度所起到的影响作用非常轻微,在离子液体使用度量更大的情况下,脱氮比率也将更高,经过多次萃取,可以提升氮元素脱离的强度和有效性。

Anugwom和其他几位学者基于离子液体甲基乙基咪唑氯展开了油品脱硫脱单实践探究。以吡啶来模拟油品中的碱性氮,以吲哚来作为其中的非碱性氮,在模拟油中没有方向化合物元素的情况下,在六十度之内的温度下,液体脱除吲哚的效率达到七成以上,在油品中存在芳香化合物元素的情况下,保持其他条件不变,对吲哚的脱除率仅为五成;对比含与不含芳香化合物元素的情况下,脱单率分别为七成以上和五成的水平来说,在油品中不含芳香芳香化合物的情况下,显然氮的脱除率是更高的。

Ceron等即为学者基于微波法的方式探究出近六十种离子液体,随后他们以直馏柴油为例展开了具体探究,最终发现,如果V(剂)和V(油)之比是一比五的状态,并且反应温度高于六十度,则Lewis酸性离子业务将具备更强的脱氮活性,特别是对碱性氮组分来说,阴离子中仅有卤素离子表现出了较强的离子液体脱氮活性。从阳离子的角度看,吡啶的脱除效果没有咪唑阳离子的脱除效果好,同时,氯铝酸性Lewis酸性离子液体遇水会有更为明显的反应,并且没有很好的稳定性;对比来说,阴离子是CL-以及Br-的离子液体表现的较为稳定,也有很强的成本优势,所以,在后期很可能发展为取代液液萃取脱氮溶剂的一种物质。

结语:

在对离子液体油品脱氮问题展开逐层分析之后,笔者发现,该方面的问题目前也受到了普遍重视,在理论和实践层面都有了更很多的探究经验。很多专家学者都将探究重心从离子液体脱硫转变到离子液体脱氮方面,不过当前对于脱氮问题的探究,基本上还都是将模拟油瓶作为探究对象,来展开脱氮工艺的论证与分析。从当前的探究资料看,有关脱氮机理方面的问题提,多数学者都倾向于液液萃取机理。

参考文献

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[3]谢莉莉,陈旬,王绪绪,等.氯化咪唑基离子液体对柴油中含氮化合物选择性脱除作用研究[J].无机化学学报,2008,(6):919-925.

[4]王辉.功能化离子液体设计合成及其在轻质油品脱氮中的应用研究[D].青岛科技大学,2014:1-159

论文作者:张鲁一航

论文发表刊物:《知识-力量》2019年3月中

论文发表时间:2019/1/2

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