本发明涉及离子液体与有机钼,具体涉及钼酸铵离子液体的制备方法及其在催化氧化脱硫方面的应用。
背景技术:
1、室温离子液体是由特定阳离子和阴离子构成的在室温或近于室温下呈液态的熔盐体系,具有极低蒸气压、低熔点、高热容和高稳定性等优点;对无机化合物、有机化合物、金属有机化合物等有良好的溶解性;其极性、润湿性可以通过烷基碳链的长短和不同的阴离子进行调节,因此也被称为“可设计的溶剂”。由于离子液体用于分离时不会因蒸馏等单元操作导致溶剂损失和环境污染,因此离子液体适合在萃取过程中使用。通过氧化将反应过程与萃取过程耦合,设计反应型萃取脱硫方法,提高单次脱硫效率,其原理为通过化学反应将硫化物氧化为极性更强的砜,打破硫化物在两相的分配比,提高其在离子液体相中的分配常数,进而提高离子液体萃取脱硫效率。在实际应用中离子液体催化剂还面临着多次重复利用的问题,因此研究在室温下具备高催化性能且可循环利用的离子液体催化剂对工业脱硫领域有着重要的意义。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种用于脱除油品中有机硫的钼酸铵离子液体及含有其的复配型离子液体脱硫剂及其应用,本发明的复配型离子液体脱硫剂具备高催化性能和循环性能。
2、为实现上述目的,本发明采用的技术方案为:一种用于脱除油品中有机硫的钼酸铵离子液体,所述钼酸铵离子液体为1-烷基咪唑钼酸铵盐,具有如(i)所示的结构通式:
3、
4、其中,r为饱和直链烷烃。
5、优选的,所述r为甲基、乙基、丁基或辛基。
6、一种用于脱除油品中有机硫的钼酸铵离子液体的制备方法,包括如下步骤:
7、1)以乙腈为溶剂,将溴乙酸甲酯缓慢滴加至n-烷基咪唑中,不断搅拌至滴加完成,升温至80℃,回流反应8h,冷却至室温,正己烷洗涤,旋蒸,真空干燥,得中间体1。
8、2)将中间体1和二乙醇胺,在70℃下反应14h,冷却至室温,正己烷萃取,旋蒸,真空干燥,得中间体2。
9、3)在氮气保护下,将三氧化钼在搅拌下缓慢加入中间体2中,加入等体积的甲苯作为带水剂,升温至120℃回流反应3~4h,反应结束后,过滤,减压蒸馏,真空干燥,得中间体3;
10、4)以丙酮为溶剂,将中间体3和七钼酸铵混合,在室温下搅拌反应48h,反应结束,真空过滤,正己烷洗涤,旋蒸,真空干燥,得目标产物。
11、优选的,按摩尔比,中间体3:七钼酸铵=3:1。
12、本发明提供的钼酸铵离子液体作为催化剂在脱除油品中有机硫中的应用。
13、一种用于脱除油品中有机硫的复配型离子液体脱硫剂,所述复配型离子液体采用上述的用于脱除油品中有机硫的钼酸铵离子液体,按质量百分比,包括,钼酸铵离子液体0.25-1.25%,氧化剂0.9-2.21%,萃取剂余量。
14、优选的,所述氧化剂选自c4ho2、h2o2、kmno4和k2cr2o7中的一种。
15、更优选的,所述氧化剂为h2o2。
16、优选的,所述萃取剂选自乙腈、吡咯烷酮、n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、二甲基亚砜(dmso)、醇类、低共熔熔剂(dess)中的一种。
17、更优选的,所述萃取剂为乙腈。
18、本发明提供的复配型离子液体脱硫剂在脱除油品中有机硫中的应用。
19、优选的,方法如下:于含有有机硫的油品中,加入复配型离子液体脱硫剂,30~70℃剧烈搅拌下反应2h。
20、在本发明中,优选的,所述氧化剂与油品中硫化物的摩尔比为o/s=6~10,优选为o/s=6。
21、与现有技术相比,本发明的有益效果是:
22、1、本发明提供的复配型离子液体脱硫剂,成分简单,其中的离子液体含有催化氧化脱硫能力的阴离子,具有不挥发、热稳定性好、可循环使用等特点;氧化剂与萃取剂不与油品相溶,油品易分离。
23、2、本发明提供的复配型离子液体脱硫剂,有较高的反应活性,在常温下依然具有较高的脱硫效率,并且具有较强的循环性能,连续循环5次,脱硫率仍高达82.47%,可以满足脱硫过程的连续稳定性运行。
24、3、本发明提供的复配型离子液体脱硫剂,不添加其他任何属于危废品的化学成分,在脱硫过程中不会产生新的环保问题。
1.一种用于脱除油品中有机硫的钼酸铵离子液体,其特征在于,所述钼酸铵离子液体具有如(i)所示的结构通式:
2.根据权利要求1所述的一种用于脱除油品中有机硫的钼酸铵离子液体,其特征在于,所述r为甲基、乙基、丁基或辛基。
3.权利要求1或2所述的一种用于脱除油品中有机硫的钼酸铵离子液体的制备方法,其特征在于,制备方法包括如下步骤:
4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,按摩尔比,中间体3:七钼酸铵=3:1。
5.权利要求1或2所述的钼酸铵离子液体作为催化剂在脱除油品中有机硫中的应用。
6.一种用于脱除油品中有机硫的复配型离子液体脱硫剂,其特征在于,所述复配型离子液体脱硫剂采用权利要求1或2所述的用于脱除油品中有机硫的钼酸铵离子液体,按质量百分比,包括,钼酸铵离子液体0.25~1.25%,氧化剂0.9~2.21%,萃取剂余量。
7.根据权利要求6所述的一种用于脱除油品中有机硫的复配型离子液体脱硫剂,其特征在于,所述氧化剂选自c4ho2、h2o2、kmno4和k2cr2o7中的一种。
8.根据权利要求6所述的一种用于脱除油品中有机硫的复配型离子液体脱硫剂,其特征在于,所述萃取剂选自乙腈、吡咯烷酮、n,n-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、醇类和低共熔熔剂中的一种。
9.权利要求6、7或8所述的复配型离子液体脱硫剂在脱除油品中有机硫中的应用。
10.根据权利要求8所述的应用,其特征在于,方法如下:于含有有机硫的油品中,加入复配型离子液体脱硫剂,30~70℃剧烈搅拌下反应2h。
