CN103275755A

CN103275755A - 一种催化氧化去除油品中二苯并噻吩的方法

Info

Publication number: CN103275755A
Application number: CN2013101999668A
Authority: CN
Inventors: 杨春平; 龙智勇; 何慧军; 曾光明; 黄沅清; 郭俊元; 罗伟; 李长玲
Original assignee: Hunan University
Current assignee: Hunan University
Priority date: 2013-05-24
Filing date: 2013-05-24
Publication date: 2013-09-04

Abstract

本发明涉及一种催化氧化去除油品中二苯并噻吩的方法，其方法如下：将大孔丙烯酸系弱酸性阳离子交换树脂D152浸泡在pH为2.5的去离子水溶液中，按质量体积比为1:40~45，浸泡24h，过滤，在含钨酸铵质量为23~28%的水溶液中浸泡4h，期间用稀盐酸调节并保持溶液pH为2.5，过滤后的催化剂用乙醚泡洗5~15 min，之后在50℃真空条件下干燥至恒重，得催化剂W/D152。将制备好的一定量的催化剂W/D152、氧化剂过氧化环己酮加入到一定量含二苯并噻吩（DBT）的正辛烷溶液中将二苯并噻吩催化氧化，反应后用去离子水和N,N-二甲基甲酰胺（DMF）先后进行萃取，从而实现脱除油品中二苯并噻吩的目的。该方法具有操作简单、去除二苯并噻吩的效率高、去除条件温和的优点，同时催化剂的制备工艺简单且重复使用率高。

Description

一种催化氧化去除油品中二苯并噻吩的方法

技术领域

本发明涉及一种去除油品中二苯并噻吩的方法，具体涉及以大孔丙烯酸系弱酸性阳离子交换树脂D152负载钨作为催化剂，过氧化环己酮为氧化剂，并在一定的操作条件下催化氧化去除油品中二苯并噻吩（DBT），最后通过萃取的方法达到去除的目的。

背景技术

当前，随着汽车使用量越来越多，汽车所排放的含硫气体总量越来越多，对环境造成的危害越来越严重，使人类赖以身存的环境质量越来越差。尾气中排放的SOx是形成酸雨的主要原因，同时，燃油中含硫量越高，对汽车的发动机腐蚀也就越严重。我国近几年来，尤其是2013年1~2月份的雾霾天气，给全国人们留下阴影。从源头脱硫成为当前治理环境最急迫的任务。

我国的炼油工业形成了以加氢脱硫处理催化裂化燃油为主的工艺流程，但是，该方法操作条件苛刻，处理成本高，并且对燃油中的稳定性强的噻吩类含硫化合物去除效率低，而噻吩在我国原油中含量高，是含硫物质的主要存在形式，其中二苯并噻吩（DBT）占噻吩类的70%以上。开展燃油深度脱硫研究，对降低燃油中含硫量、提高成品油的质量有重要的意义。

氧化脱硫技术与加氢脱硫技术相比有其明显的优势，比如在设备要求、操作条件、工艺耗费等方面。尤其是在二苯并噻吩去除率上取得明显的效果。催化氧化二苯并噻吩常用的氧化剂是双氧水，双氧水虽是绿色试剂，但是与油不能互溶，这样使得反应不充分，相比之下，溶油性氧化剂就能很好的克服这个问题。另外，固体催化剂可以回收重复利用，不会对环境造成污染。WO₃是催化氧化脱硫的活性组分，对正辛烷体系中的二苯并噻吩有显著地催化作用，但是其物质本身的比表面积小，能提供的有效活性中心少，并且在反应体系中容易流失和失活。将钨负载在大孔丙烯酸系弱酸性阳离子交换树脂D152，不仅提高了催化剂的比表面积，而且解决了催化剂流失的问题。

发明内容

本发明旨在提出一种简便、廉价、有效去除油品中二苯并噻吩的新方法。

一种催化氧化去除油品中二苯并噻吩的方法，该方法包括去下步骤：

1）催化剂的制备：将大孔丙烯酸系弱酸性阳离子交换树脂D152浸泡在pH为2.3~2.6的去离子水溶液中，按质量体积比为1:40~45，浸泡20~30 h然后过滤。配制含钨酸铵水溶液，钨酸铵含量为去离子水的23~28%。将浸泡处理过后的树脂在钨酸铵溶液中，在30℃温度下搅拌吸附4 h，期间用稀盐酸调节并保持溶液的pH值为2.3~2.6。最后过滤，并用乙醚泡洗10 min后在50℃真空条件下干燥至恒重。

2）将新制备的W/D152催化剂和氧化剂过氧化环己酮加入到含一定量二苯并噻吩（DBT）的正辛烷溶液中，W/D152催化剂:过氧化环己酮:溶液质量比为10:1:1000，在100~105℃的条件中反应40~60 min。

3）将反应后的溶液冷却到室温，先用去离子水萃取，油水体积比为1:1~1.3，静置10 min后去除水相；油相中再加入定量的N,N-二甲基甲酰胺（DMF），萃取两次，第一次油剂体积比为1:0.8~1.1，第二次油剂体积比为1:0.4~0.7，每次萃取后静置10 min，去除下层溶液，再加入油水体积比为1:1的去离子水，萃取静置10 min后取出油相，即实现去除二苯并噻吩的目的。

4）将步骤3使用过的催化剂取出后先用去离子水清洗后用乙醚泡洗10min，再用乙醇淋洗10 min去除砜类物质，最后在55~60℃真空干燥至恒重从而将催化剂循环使用。

利用此技术对二苯并噻吩-正辛烷溶液中进行实验，并取得了很好的效果。溶液中DBT的初始含硫浓度为400 ppm，处理后浓度降为3.4 ppm，去除率达到99.2%。该方法具有操作简单、去除二苯并噻吩的效率高、去除条件温和的优点，同时催化剂的制备工艺简单且重复使用率高。

附图说明

图1是W/D152催化剂制备流程图，图2是催化氧化二苯并噻吩的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合实施例和说明书附图对本发明做进一步说明：

实施例1：

将5.0 g大孔丙烯酸系弱酸性阳离子交换树脂D152在pH为2.5的去离子水溶液中浸泡24 h，后过滤，在25%的钨酸铵水溶液中浸泡4 h，期间用稀盐酸调节pH值并保持在2.5。最后过滤，用一定量的乙醚泡洗后10 min后在50℃真空条件下干燥至恒重。取上述制备的催化剂0.3g，加入到30 g含硫浓度为400 ppm的DBT-正辛烷溶液中，再加入0.03 g过氧化环己酮氧化剂，在100℃的油浴锅中反应40 min。取出冷却至室温，加入50 mL去离子水萃取，静置10 min后去除水相，后加入定量的N,N-二甲基甲酰胺萃取两次，第一次油剂体积比为1: 1.1，第二次油剂体积比为1:0.5，每次萃取后静置10 min，去除下层溶液，再加入油水体积比为1:1的去离子水，萃取静置10 min后取出油相。溶液中硫含量降到3.4 ppm，达到欧五标准（<10 ppm），转化率达到99.2%。

实施例2：

将5.0 g大孔丙烯酸系弱酸性阳离子交换树脂D152在pH为2.5的去离子水溶液中浸泡24 h，后过滤，在25%的钨酸铵水溶液中浸泡4 h，期间用稀盐酸调节pH值并保持在2.5。最后过滤，用一定量的乙醚泡洗后10 min后在50℃真空条件下干燥至恒重。取上述制备的催化剂0.3g，加入到30 g含硫浓度为400 ppm的DBT-正辛烷溶液中，再加入0.03 g过氧化环己酮氧化剂，在105℃的油浴锅中反应40 min。取出冷却至室温，加入50 mL去离子水萃取，静置10 min后去除水相，后加入定量的N,N-二甲基甲酰胺萃取两次，第一次油剂体积比为1: 1.1，第二次油剂体积比为1:0.5，每次萃取后静置10 min，去除下层溶液，再加入油水体积比为1:1的去离子水，萃取静置10 min后取出油相。溶液中硫含量降到3.6 ppm，达到欧五标准（<10 ppm），转化率达到99.1%。

实施例3：

将5.0 g大孔丙烯酸系弱酸性阳离子交换树脂D152在pH为2.5的去离子水溶液中浸泡24 h，后过滤，在25%的钨酸铵水溶液中浸泡4 h，期间用稀盐酸调节pH值并保持在2.5。最后过滤，用一定量的乙醚泡洗后10 min后在50℃真空条件下干燥至恒重。取上述制备的催化剂0.3g，加入到30 g含硫浓度为400 ppm的DBT-正辛烷溶液中，再加入0.03 g过氧化环己酮氧化剂，在100℃的油浴锅中反应50 min。取出冷却至室温，加入50 mL去离子水萃取，静置10 min后去除水相，后加入定量的N,N-二甲基甲酰胺萃取两次，第一次油剂体积比为1: 1.1，第二次油剂体积比为1:0.5，每次萃取后静置10 min，去除下层溶液，再加入油水体积比为1:1的去离子水，萃取静置10 min后取出油相。溶液中硫含量降到3.5 ppm，达到欧五标准（<10 ppm），转化率达到99.1%。

实施例4：

将使用过的催化剂取出后先用去离子水清洗后用乙醚泡洗10 min，再用乙醇淋洗10 min去除砜类物质，最后在55~60℃真空干燥至恒重从而将催化剂循环使用。取上述第6次回收的催化剂0.3 g作为第7次的催化剂，加入到30 g含硫浓度为400 ppm的DBT-正辛烷溶液中，再加入0.03 g过氧化环己酮氧化剂，在100℃的油浴锅中反应50 min。取出冷却至室温，加入50 mL去离子水萃取，静置10 min后去除水相，后加入定量的N,N-二甲基甲酰胺萃取两次，第一次油剂体积比为1:1.1，第二次油剂体积比为1:0.5，每次萃取后静置10 min，去除下层溶液，再加入油水体积比为1:1的去离子水，萃取静置10 min后取出油相。溶液中硫含量降到3.9 ppm，达到欧五标准（<10 ppm），转化率达到99.0%。

Claims

一种催化氧化去除油品中二苯并噻吩的方法，其特征在于，该操作方法包含如下步骤：

1.催化剂的制备：将大孔丙烯酸系弱酸性阳离子交换树脂D152浸泡在pH为2.3~2.6的去离子水溶液中，按质量体积比为1:40~45，浸泡20~30h，过滤的树脂在含钨酸铵质量为23~28%的水溶液中浸泡4 h，期间用稀盐酸调节pH值并保持在2.3~2.6，过滤后的催化剂在乙醚中泡洗5~15 min，在50℃真空条件下干燥至恒重，得催化剂W/D152。
2.催化氧化二苯并噻吩：将步骤1合成的W/D152催化剂和氧化剂过氧化环己酮加入到含一定量二苯并噻吩（DBT）的正辛烷溶液中，W/D152催化剂:过氧化环己酮:溶液=10:1:1000，在100~105℃的条件中反应40~60min。反应完成后用去离子水和N,N-二甲基甲酰胺（DMF）萃取，留油相即可实现去除二苯并噻吩的目的。