CN113025372B - 一种二苯并噻吩萃取脱除的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种二苯并噻吩萃取脱除的方法，属于萃取分离领域。本发明通过浸渍法将深共融溶剂负载在石墨烯上，得到脱硫萃取剂，再将二苯并噻吩正辛烷溶液、脱硫萃取剂和氧化剂混匀、静置分层。本发明萃取方法简单、脱硫效率高、操作条件温和、环境友好。
Description
技术领域
本发明涉及一种二苯并噻吩萃取脱除的方法，属于萃取分离领域。
背景技术
随着当今经济社会的快速发展，几乎每家每户都具备汽车这一交通工具，随之带来的问题就是汽油中存在的硫化物会对环境带来严重污染。这些硫化物经过燃烧后会产生硫氧化物SOx以及酸性物质，大部分燃烧产物是SO2，在空气中容易产生酸雨、酸雾，对环境造成重大破坏。国产汽油中硫含量较高，开发简便、绿色、有效的脱硫技术来减少燃油中硫含量的排放，成为迫切需求。工业上最常用的脱硫技术是加氢脱硫，但是此技术所需要的条件比较苛刻，需要高温和高压的环境，这样的条件会使得燃油的辛烷值造成损失，且有些稠环类有机物如二苯并噻吩及其衍生物很难脱除。而有些非加氢脱硫技术比如吸附脱硫、氧化脱硫、萃取脱硫及生物脱硫等不需要高温高压的条件，目前研究的热度很高，由于萃取脱硫技术工艺比较简单、能耗较低、操作比较温和、在脱硫过程没有改变油品的成分等优势，所以该技术在脱硫方面很有前景。
当前，萃取脱硫技术主要有：络合剂脱硫、酸碱洗涤脱硫、有机溶剂脱硫、离子液体脱硫等技术，虽然这些技术的脱硫效果较好，但仍有各种各样的缺点，比如利用有机溶剂脱硫时，很容易将有机溶剂带入燃油中，改变燃油的性能。利用酸碱洗涤法进行脱硫时效率较低，且对环境造成一定污染。络合萃取剂的成本较低，容易制备，但种类较少，且再生回收困难。利用离子液体萃取脱硫技术的脱硫效率比其他技术的脱硫率要高，且离子液体不溶于燃油，也不会造成燃油污染现象，所以近年来该技术已经变成重点研究的脱硫新方法。但合成脱硫效果好的离子液体工艺比较复杂，且原料成本比较高。对比不同的萃取脱硫技术，寻找便宜易得、绿色环保、脱硫之后不会改变燃油性质、容易回收的高效脱硫萃取剂是脱硫的关键。
发明内容
本发明通过将深共融溶剂负载在石墨烯上，利用深共融溶剂的萃取和石墨烯的吸附协同脱除燃油中的硫化物。
本发明提供了一种脱硫萃取剂，所述脱硫萃取剂包括石墨烯、负载在石墨烯上的深共融溶剂。
本发明优选为所述石墨烯为还原氧化石墨烯或氧化石墨烯。
本发明优选为所述深共融溶剂包括氢键受体与氢键供体；所述氢键受体与氢键供体的摩尔比为1：1-3；所述氢键受体为四甲基氯化铵、四乙基氯化铵、四丁基氯化铵或氯化胆碱；所述氢键供体为对氨基水杨酸、5-磺基水杨酸或对甲苯磺酸。
本发明所述氢键受体与氢键供体的摩尔比最优选为1：2。
本发明另一目的为提供一种上述脱硫萃取剂的制备方法，通过浸渍法将深共融溶剂负载在石墨烯上。
本发明优选为所述深共融溶剂与石墨烯的质量比为10-35：1。
本发明所述深共融溶剂与石墨烯的质量比最优选为20：1。
本发明又一目的为提供一种利用上述脱硫萃取剂萃取二苯并噻吩的方法，所述方法为：将二苯并噻吩正辛烷溶液、脱硫萃取剂和氧化剂混匀、静置分层。
本发明优选为所述二苯并噻吩正辛烷溶液的浓度为1500-1700ppm。
本发明优选为所述氧化剂为30％过氧化氢溶液、过氧化环己酮、过氧化氢叔丁醇或高碘酸。
本发明优选为所述二苯并噻吩正辛烷溶液、脱硫萃取剂与氧化剂的质量比为10：2-5：1。
本发明所述二苯并噻吩正辛烷溶液、脱硫萃取剂与氧化剂的质量比进一步优选为10：3-5：1。
本发明优选为所述混匀的条件为：在20-60℃下600-1200rpm搅拌30-100min。
本发明的有益效果为：
本发明将深共融溶剂负载在石墨烯上，改善了因深共融溶剂是液体而在工业运输、储存上的不便；
本发明萃取方法简单、脱硫效率高、操作条件温和、环境友好。
具体实施方式
下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
实施例1
一种脱硫萃取剂的制备方法，所述制备方法为：将四丁基氯化铵与对甲苯磺酸按摩尔比为1：2组成2g深共融溶剂，通过浸渍法再将深共融溶剂负载到0.1g还原氧化石墨烯上，得到脱硫萃取剂，其运输、储存的评价结果见下表1。
利用上述脱硫萃取剂萃取二苯并噻吩的方法，所述方法为：将0.5g浓度为1600ppm的二苯并噻吩正辛烷溶液、0.15g脱硫萃取剂和0.05g 30％过氧化氢溶液在25℃下800rpm搅拌60min，静置分层后，用气相色谱法检测正辛烷层中二苯并噻吩的浓度，其脱硫率见下表1。
实施例2
一种脱硫萃取剂的制备方法，所述制备方法为：将四丁基氯化铵与对甲苯磺酸按摩尔比为1：2组成2g深共融溶剂，通过浸渍法再将深共融溶剂负载到0.1g还原氧化石墨烯上，得到脱硫萃取剂，其运输、储存的评价结果见下表1。
利用上述脱硫萃取剂萃取二苯并噻吩的方法，所述方法为：将0.5g浓度为1600ppm的二苯并噻吩正辛烷溶液、0.25g脱硫萃取剂和0.05g 30％过氧化氢溶液在25℃下800rpm搅拌60min，静置分层后，用气相色谱法检测正辛烷层中二苯并噻吩的浓度，其脱硫率见下表1。
实施例3
一种脱硫萃取剂的制备方法，所述制备方法为：将四丁基氯化铵与对甲苯磺酸按摩尔比为1：2组成2g深共融溶剂，通过浸渍法再将深共融溶剂负载到0.1g还原氧化石墨烯上，得到脱硫萃取剂，其运输、储存的评价结果见下表1。
利用上述脱硫萃取剂萃取二苯并噻吩的方法，所述方法为：将0.5g浓度为1600ppm的二苯并噻吩正辛烷溶液、0.15g脱硫萃取剂和0.05g 30％过氧化氢溶液在60℃下800rpm搅拌60min，静置分层后，用气相色谱法检测正辛烷层中二苯并噻吩的浓度，其脱硫率见下表1。
实施例4
一种脱硫萃取剂的制备方法，所述制备方法为：将四丁基氯化铵与对甲苯磺酸按摩尔比为1：2组成2g深共融溶剂，通过浸渍法再将深共融溶剂负载到0.1g还原氧化石墨烯上，得到脱硫萃取剂，其运输、储存的评价结果见下表1。
利用上述脱硫萃取剂萃取二苯并噻吩的方法，所述方法为：将0.5g浓度为1600ppm的二苯并噻吩正辛烷溶液、0.15g脱硫萃取剂和0.05g 30％过氧化氢溶液在25℃下1000rpm搅拌60min，静置分层后，用气相色谱法检测正辛烷层中二苯并噻吩的浓度，其脱硫率见下表1。
实施例5
一种脱硫萃取剂的制备方法，所述制备方法为：将四丁基氯化铵与对甲苯磺酸按摩尔比为1：2组成2g深共融溶剂，通过浸渍法再将深共融溶剂负载到0.1g还原氧化石墨烯上，得到脱硫萃取剂，其运输、储存的评价结果见下表1。
利用上述脱硫萃取剂萃取二苯并噻吩的方法，所述方法为：将0.5g浓度为1600ppm的二苯并噻吩正辛烷溶液、0.15g脱硫萃取剂和0.05g高碘酸在25℃下800rpm搅拌60min，静置分层后，用气相色谱法检测正辛烷层中二苯并噻吩的浓度，其脱硫率见下表1。
实施例6
一种脱硫萃取剂的制备方法，所述制备方法为：将氯化胆碱与对甲苯磺酸按摩尔比为1：2组成2g深共融溶剂，通过浸渍法再将深共融溶剂负载到0.1g还原氧化石墨烯上，得到脱硫萃取剂，其运输、储存的评价结果见下表1。
利用上述脱硫萃取剂萃取二苯并噻吩的方法，所述方法为：将0.5g浓度为1600ppm的二苯并噻吩正辛烷溶液、0.15g脱硫萃取剂和0.05g 30％过氧化氢溶液在25℃下800rpm搅拌60min，静置分层后，用气相色谱法检测正辛烷层中二苯并噻吩的浓度，其脱硫率见下表1。
实施例7
一种脱硫萃取剂的制备方法，所述制备方法为：将氯化胆碱与对甲苯磺酸按摩尔比为1：2组成2g深共融溶剂，通过浸渍法再将深共融溶剂负载到0.1g还原氧化石墨烯上，得到脱硫萃取剂，其运输、储存的评价结果见下表1。
利用上述脱硫萃取剂萃取二苯并噻吩的方法，所述方法为：将0.5g浓度为1600ppm的二苯并噻吩正辛烷溶液、0.15g脱硫萃取剂和0.05g高碘酸在25℃下800rpm搅拌60min，静置分层后，用气相色谱法检测正辛烷层中二苯并噻吩的浓度，其脱硫率见下表1。
对比例1
使用基于羧酸的深共融溶剂(DES)对模型油中的二苯并噻吩进行萃取脱硫
发现以甲酸为氢键供体、以四丁基溴化铵为氢键受体形成DES时脱硫效果最好，其脱硫率见下表1，此例来源于已报道文献：LI J J,XIAO H,TANG X D,Energy Fuels,2016,30(7):5411-5418.
表1
Claims (4)
1.一种脱硫萃取剂，其特征在于：所述脱硫萃取剂包括石墨烯、负载在石墨烯上的深共融溶剂；
所述石墨烯为还原氧化石墨烯；
所述深共融溶剂与石墨烯的质量比为20：1；
所述深共融溶剂由四丁基氯化铵与对甲苯磺酸按摩尔比为1：2组成。
2.权利要求1所述脱硫萃取剂的制备方法，其特征在于：通过浸渍法将深共融溶剂负载在石墨烯上。
3.一种利用权利要求1所述脱硫萃取剂萃取二苯并噻吩的方法，其特征在于：所述方法为：将二苯并噻吩正辛烷溶液、脱硫萃取剂和氧化剂混匀、静置分层；
所述二苯并噻吩正辛烷溶液的浓度为1500-1700ppm；
所述二苯并噻吩正辛烷溶液、脱硫萃取剂与氧化剂的质量比为10：2-5：1；
所述混匀的条件为：在20-60℃下600-1200rpm搅拌30-100min。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述氧化剂为30%过氧化氢溶液、过氧化环己酮、过氧化氢叔丁醇或高碘酸。
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