CN113755203B - 一种基于海因类物质用于油品脱硫的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于海因类物质用于油品脱硫的方法，其步骤为：将海因类物质与三乙二醇按一定比例分别加入含硫油品中，搅拌使三者充分混合进行萃取，然后经过液液分离操作，即得脱硫油相，其中所述含硫油品为含硫变压器油或含硫燃油。该方法可实现变压器油或燃油高效快速脱硫，脱硫率可高达99％以上，且萃取5min即具有显著的脱硫效果，脱硫性能优异；海因类物质在油品中几乎无残留，不会造成二次污染；原料廉价易得，且海因类物质加入量低，成本低廉；同时反应条件温和，可在常温常压下进行，操作简便，具有工业应用前景。

Description

一种基于海因类物质用于油品脱硫的方法
技术领域
本发明属于油品脱硫技术领域，具体涉及一种基于海因类物质用于油品脱硫的方法。
背景技术
在油浸式电力设备中，变压器是主要设备之一，变压器一旦发生故障，将会影响发电机的使用从而给国民经济带来极大的损失。近些年来，由于变压油中腐蚀性硫导致油/纸绝缘退化进而引发绝缘故障的现象已引起了广泛的关注。作为抗氧化剂改善变压器油品质的二苄基二硫醚(DBDS)被认为是引起变压器铜导线腐蚀的主要物质。为了解决这一问题，国内外的学者对如何脱除变压器油中的二苄基二硫醚(DBDS)做出了大量研究。目前脱除变压器油中二苄基二硫醚的方法主要是吸附法，常用的脱硫吸附剂为活性氧化铝、硅铝盐稀土、白土、硅胶和分子筛等。但是这些吸附剂的脱硫效率还有待提高，不能满足变压器油对腐蚀性硫的脱除要求。因此如何从根本上解决变压器腐蚀成了电力企业最为关心的问题之一
萃取工艺可在常温常压下进行且操作简单，因此被广泛应用于脱硫领域。目前，根据文献记载，N-甲基吡咯烷酮(NMP)可作为二苄基二硫醚(DBDS)的萃取剂进行含腐蚀性硫变压器油的再生，经过多次萃取，实现DBDS的去除，但该萃取剂油溶性高，会对变压器油造成二次污染。因此，如何寻找一种简单方法高效萃取脱除DBDS，并不造成二次污染，具有重要的意义。
此外，随着经济的快速发展，世界各国对燃油的需求日益增长，然而，燃油中含有硫元素，在燃烧时会与空气中的氧气反应生成二氧化硫、三氧化硫等气体对环境造成污染。现在世界各国意识到了保护环境的重要性，制定了更严格的环保法规，对燃油中硫化物含量标准也越来越高，燃油脱硫成为了化工领域的一大热点。燃油中含有多种有机硫化物，包括硫醇、硫醚、二硫化物和噻吩类硫化物。而其中噻吩硫化物如苯并噻吩(BT)、二苯并噻吩(DBT)等，化学性质与其他硫化物相比更稳定，难以脱除，成为了燃油脱硫中的一大难题。
现在广泛运用在工业上的脱硫技术主要是催化加氢脱硫(HDS)，在高温高压下将硫化物转化成H2S，从而除去，由于噻吩类硫化物的加氢活性较低，与其他硫化物相比难以脱除，导致催化加氢脱硫技术的局限性较大。随着时代的发展和进步，出现了一些其他的脱硫技术，如吸附脱硫(ADS)，萃取脱硫(EDS)，氧化脱硫(ODS)等，其中萃取脱硫技术由于反应条件温和，操作条件简单，广泛应用于燃油脱硫领域。萃取脱硫技术通过萃取剂与燃油的直接接触，将有机硫从油品中去除。目前萃取脱硫技术所采用的萃取剂多为一些强极性有机溶剂，如环丁砜、二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、咪唑或吡啶基离子液体等，但大多数有机溶剂易燃，有毒以及在燃油中溶解，造成萃取剂的损失和二次污染而离子液体虽不溶于油，但其成本极高，工业局限性大。
发明内容
本发明的目的在于克服现有变压器油和燃油脱硫效果的不足，提供一种基于海因类物质用于油品脱硫的方法，可实现变压器油和燃油高效快速脱硫，脱硫率可达99％以上，具有脱硫性能好、油溶性低、操作简单、成本低廉的特点，工业应用前景好。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
提供一种基于海因类物质用于油品脱硫的方法，包括以下步骤：
将海因类物质与三乙二醇按一定比例分别加入含硫油品中，搅拌使三者充分混合进行萃取，然后经过液液分离操作，即得脱硫油相，其中所述含硫油品为含硫变压器油或含硫燃油。
按上述方案，所述海因类物质为1,3-二溴-5,5-二甲基海因、1,3-二氯-5,5-二甲基海因中的至少一种。
按上述方案，所述海因类物质与含硫油品中硫的摩尔比为0.5-4：1。
按上述方案，所述三乙二醇与含硫油品的质量比为0.5-2:1。
按上述方案，所述变压器油中含硫物质包括二苄基二硫醚(DBDS)、二苄基二硫醚衍生物中的一种或多种。
按上述方案，所述变压器油中硫含量为10-1000μg/g。
按上述方案，所述燃油为航空煤油、真空瓦斯油、柴油中的一种。
按上述方案，所述燃油中硫含量为100-10000μg/g。
按上述方案，燃油中含硫物质以多环噻吩为主，包括二苯并噻吩和苯并噻吩。
按上述方案，萃取温度为20-50℃，萃取时间为5-30分钟。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1.本发明提供一种变压器油和燃油脱硫的方法，以海因类物质为络合试剂，三乙二醇为萃取剂，可实现了高效快速脱硫；其中海因类物质可与油品中的含硫物质产生较强的络合作用，并形成极性较强的络合物，同时以强极性的三乙二醇作为萃取剂，可将该络合物有效地萃取；此外本发明中络合反应和萃取同时进行，有利于反应生成的络合物快速高效地进入萃取相中，实现高效脱硫；本发明中脱硫率可高达99％以上，且萃取5min即具有显著的脱硫效果，萃取速度快，脱硫性能优异。
2.海因类物质在油中的溶解度低，在三乙二醇存在的条件下，其均在三乙二醇相中，在变压器油或燃油中几乎无残留，不会造成二次污染。
3.本发明采用的原料海因类物质和三乙二醇廉价易得，且海因类物质加入量低，该络合萃取脱硫方法成本低廉，同时反应条件温和，可在常温常压下进行，操作简便，具有工业应用前景。
具体实施方式
为使本领域普通技术人员充分理解本发明的技术方案和有益效果，以下结合具体实施方案进行进一步说明。
实施例1
提供一种基于海因类物质用于脱除变压器油中二苄基二硫醚的方法，包括以下步骤：
将络合试剂1,3-二氯-5,5-二甲基海因和萃取剂三乙二醇分别加入变压器油中，搅拌使三者均匀混合进行萃取，经过液液分离操作后，即得脱硫油相。
其中：所用变压器油为二苄基二硫醚、正辛烷混合形成的模拟油，初始硫含量为1000μg/g；1,3-二氯-5,5-二甲基海因与模拟油中硫的摩尔比为2:1，三乙二醇与模拟油的质量比为0.5：1；萃取温度30℃，萃取时间10min；经萃取操作后，脱硫率为95.8％，质量分配系数为43.87。
实施例2
提供一种基于海因类物质用于脱除变压器油中二苄基二硫醚的方法，包括以下步骤：
将络合试剂1,3-二氯-5,5-二甲基海因和萃取剂三乙二醇分别加入变压器油中，搅拌使三者均匀混合进行萃取，经过液液分离操作后，即得脱硫油相。
其中：所用变压器油为二苄基二硫醚、正辛烷混合形成的模拟油，初始硫含量为1000μg/g；1,3-二氯-5,5-二甲基海因与模拟油中硫的摩尔比为2:1，三乙二醇与模拟油的质量比为0.5：1；萃取温度30℃，萃取时间30min；经萃取操作后，脱硫率为96.6％，质量分配系数为54.37。
实施例3
提供一种基于海因类物质用于脱除变压器油中二苄基二硫醚的方法，包括以下步骤：
将络合试剂1,3-二溴-5,5-二甲基海因和萃取剂三乙二醇分别加入变压器油中，搅拌使三者均匀混合进行萃取，经过液液分离操作后，即得脱硫油相。
其中：所用变压器油为二苄基二硫醚、正辛烷混合形成的模拟油，初始硫含量为1000μg/g；1,3-二溴-5,5-二甲基海因与模拟油中硫的摩尔比为2:1，三乙二醇与模拟油的质量比为0.5：1；萃取温度30℃，萃取时间30min；经萃取操作后，脱硫率为99.5％，质量分配系数为357.19。
实施例4
提供一种基于海因类物质用于燃油脱硫的方法，包括以下步骤：
将络合试剂1,3-二溴-5,5-二甲基海因和萃取剂三乙二醇分别加入燃油中，搅拌使三者均匀混合进行萃取，经过液液分离操作后，即得脱硫油相。
其中：所用燃油为苯并噻吩、正辛烷混合形成的模拟油，初始硫含量为500μg/g；1,3-二溴-5,5-二甲基海因与模拟油中硫的摩尔比为2:1，三乙二醇与模拟油的质量比为0.5：1；萃取温度30℃，萃取时间30min；经萃取操作后，脱硫率为82.6％，质量分配系数为9.31。
实施例5
提供一种基于海因类物质用于燃油脱硫的方法，包括以下步骤：
将络合试剂1,3-二氯-5,5-二甲基海因和萃取剂三乙二醇分别加入燃油中，搅拌使三者均匀混合进行萃取，经过液液分离操作后，即得脱硫油相。
其中：所用燃油为二苯并噻吩、正辛烷混合形成的模拟油，初始硫含量为500μg/g；1,3-二氯-5,5-二甲基海因与模拟油中硫的摩尔比为1:1，三乙二醇与模拟油的质量比为0.5：1；萃取温度30℃，萃取时间5min；经萃取操作后，脱硫率为88.4％，质量分配系数为16.13。
实施例6
提供一种基于海因类物质用于燃油脱硫的方法，包括以下步骤：
将络合试剂1,3-二氯-5,5-二甲基海因和萃取剂三乙二醇分别加入燃油中，搅拌使三者均匀混合进行萃取，经过液液分离操作后，即得脱硫油相。
其中：所用燃油为二苯并噻吩、正辛烷混合形成的模拟油，初始硫含量为500μg/g；1,3-二氯-5,5-二甲基海因与模拟油中硫的摩尔比为1:1，三乙二醇与模拟油的质量比为0.5：1；萃取温度30℃，萃取时间10min；经萃取操作后，脱硫率为95.1％，质量分配系数为40.62。
实施例7
提供一种基于海因类物质用于燃油脱硫的方法，包括以下步骤：
将络合试剂1,3-二氯-5,5-二甲基海因和萃取剂三乙二醇分别加入燃油中，搅拌使三者均匀混合进行萃取，经过液液分离操作后，即得脱硫油相。
其中：所用燃油为二苯并噻吩、正辛烷混合形成的模拟油，初始硫含量为500μg/g；1,3-二氯-5,5-二甲基海因与模拟油中硫的摩尔比为2:1，三乙二醇与模拟油的质量比为0.5：1；萃取温度30℃，萃取时间10min；经萃取操作后，脱硫率为99.3％，质量分配系数为254.77。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的实例，而并非对实施方式的限制。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，因此所引申的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于海因类物质用于油品脱硫的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将海因类物质与三乙二醇按一定比例分别加入含硫油品中，搅拌使三者充分混合进行萃取，然后经过液液分离操作，即得脱硫油相，其中：
所述含硫油品为含硫变压器油或含硫燃油；所述变压器油中含硫物质包括二苄基二硫醚、二苄基二硫醚衍生物中的一种或多种；所述燃油中含硫物质以多环噻吩为主，包括二苯并噻吩和苯并噻吩；
所述海因类物质为1,3-二溴-5,5-二甲基海因、1,3-二氯-5,5-二甲基海因中的至少一种；
所述海因类物质与含硫油品中硫的摩尔比为0.5-4：1；所述三乙二醇与含硫油品的质量比为0.5-2:1；
萃取温度为20-50℃，萃取时间为5-30分钟。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述变压器油中硫含量为10-1000μg/g。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述燃油为航空煤油、真空瓦斯油、柴油中的一种。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述燃油中硫含量为100-10000μg/g。
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