本文關(guān)鍵詞：離子液體對(duì)混合C4堿液萃取脫硫過(guò)程強(qiáng)化的基礎(chǔ)研究

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【摘要】：工業(yè)混合C4是煉油廠的主要副產(chǎn)物,主要成分是丁烯、丁烷和丁二烯,過(guò)去主要作為燃料,現(xiàn)在要利用其中的丁烯和丁二烯作為化工原料,因此必須先對(duì)其進(jìn)行純化處理,既脫硫脫氮。C4組分中的硫化物主要有硫化氫(H2S)、硫醇(RSH)、硫醚(RSR)等。工業(yè)上主要通過(guò)Merox法脫除,具體思路為將這些硫化物(主要是硫醇)從C4中萃取到堿液中,然后利用氧化過(guò)程把硫醇轉(zhuǎn)化成二硫化物,最后通過(guò)反萃取的方法進(jìn)行堿液再生,再生后的堿液重復(fù)使用。離子液體是一種低熔點(diǎn)的有機(jī)鹽,具有很多獨(dú)特的性質(zhì)。既和強(qiáng)極性的物質(zhì)有較強(qiáng)的親和作用,也和非極性的物質(zhì)相容,因此是一種非常有效的萃取添加劑。能夠起到強(qiáng)化萃取過(guò)程的作用。通過(guò)物理手段(如提高攪拌轉(zhuǎn)速、增加傳熱翅片、采用超重力設(shè)備)或化學(xué)手段(添加萃取助劑、夾帶劑)等強(qiáng)化化工過(guò)程,如傳熱,傳質(zhì)(萃取)等,是近年來(lái)化學(xué)工程研究的熱點(diǎn)。由于傳統(tǒng)的堿液萃取脫硫醇的效率并不高,因此可通過(guò)添加離子液體來(lái)強(qiáng)化該過(guò)程,使C4中的硫化物能夠更高效的被萃取到堿液相中。本文首先合成了幾種比較常見(jiàn)的離子液體,并對(duì)所合成的離子液體收率進(jìn)行了計(jì)算、結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。之后對(duì)比了純堿液和添加了離子液體的堿液體系脫硫的能力,然后又進(jìn)行了變量實(shí)驗(yàn),研究不同溫度、油劑比、攪拌時(shí)間和添加不同離子液體情況下萃取能力的差異,對(duì)比分析其中的規(guī)律,并找出實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)最適合工業(yè)化應(yīng)用的一種體系——[HMIM]Ac-NaOH體系,進(jìn)行最優(yōu)化的條件測(cè)試,發(fā)現(xiàn)在常溫常壓,油劑總比30：1的情況下可滿足工業(yè)脫硫醇要求。最后結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了工業(yè)化設(shè)計(jì),完成了新工藝的設(shè)備選型和參數(shù)計(jì)算,同時(shí)證實(shí)了該過(guò)程的可行性。
【關(guān)鍵詞】：離子液體 脫硫醇 過(guò)程強(qiáng)化 Merox工藝 工藝設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TQ028;O645.1
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-16
• 第一章 緒論16-30
• 1.1 離子液體16-18
• 1.1.1 離子液體的特性16
• 1.1.2 離子液體的發(fā)展史16-17
• 1.1.3 離子液體的種類(lèi)17-18
• 1.1.4 離子液體的應(yīng)用18
• 1.2 工業(yè)液化石油氣脫硫醇技術(shù)進(jìn)展18-26
• 1.2.1 堿洗法19
• 1.2.2 Merox脫硫醇工藝19-21
• 1.2.3 無(wú)堿脫硫醇工藝21-22
• 1.2.4 固定床吸附脫硫醇工藝22-23
• 1.2.5 纖維膜脫硫醇工藝23-25
• 1.2.6 溶劑抽提脫硫醇工藝25
• 1.2.7 絡(luò)合脫除法25
• 1.2.8 催化氧化-吸附法25-26
• 1.3 離子液體脫硫研究進(jìn)展26-27
• 1.4 本論文的研究思路27-30
• 第二章 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)30-34
• 2.1 實(shí)驗(yàn)原料及實(shí)驗(yàn)設(shè)備30-31
• 2.2 離子液體的表征手段31
• 2.3 脫硫?qū)嶒?yàn)分析方法31-33
• 2.4 本章小結(jié)33-34
• 第三章 離子液體的合成方法及表征分析34-56
• 3.1 引言34
• 3.2 [BMIM]型離子液體的合成方法34-36
• 3.2.1 [BMIM]Br的合成34-35
• 3.2.2 [BMIM]BF_4的合成35-36
• 3.2.3 [BMIM]OH的合成36
• 3.2.4 [BMIM]Ac的合成36
• 3.3 [EMIM]型離子液體的合成方法36-37
• 3.3.1 [EMIM]BF_4的合成36-37
• 3.3.2 [EMIM]OH的合成37
• 3.3.3 [EMIM]Ac的合成37
• 3.4 [HMIM]型離子液體的合成方法37-38
• 3.4.1 [HMIM]Br的合成37
• 3.4.2 [HMIM]BF_4的合成37-38
• 3.4.3 [HMIM]OH的合成38
• 3.4.4 [HMIM]Ac的合成38
• 3.5 [OMIM]型離子液體的合成方法38-39
• 3.5.1 [OMIM]Br的合成38
• 3.5.2 [OMIM]BF_4的合成38-39
• 3.5.3 [OMIM]OH的合成39
• 3.5.4 [OMIM]Ac的合成39
• 3.6 吡啶類(lèi)離子液體的合成39-40
• 3.6.1 [BPy]BF_4的合成39
• 3.6.2 [EPy]BF_4的合成39-40
• 3.6.3 [HPy]BF_4的合成40
• 3.6.4 [OPy]BF_4的合成40
• 3.7 離子液體的紅外表征40-46
• 3.7.1 咪唑類(lèi)Br~-型離子液體的紅外表征40-41
• 3.7.2 咪唑類(lèi)BF_4~-型離子液體的紅外表征41-42
• 3.7.3 咪唑類(lèi)OH~-型離子液體的紅外表征42-43
• 3.7.4 咪唑類(lèi)Ac~-型離子液體的紅外表征43-44
• 3.7.5 吡啶類(lèi)離子液體的紅外表征44-46
• 3.8 離子液體的核磁表征46-55
• 3.8.1 [HMIM]Br的核磁共振氫譜46-47
• 3.8.2 [OMIM]Br的核磁共振氫譜47-48
• 3.8.3 [BMIM]BF_4的核磁共振氫譜48-49
• 3.8.4 [EMIM]BF_4的核磁共振氫譜49-51
• 3.8.5 [EMIM]Ac的核磁共振氫譜51-52
• 3.8.6 [OMIM]Ac的核磁共振氫譜52-53
• 3.8.7 [BPy]BF_4的核磁共振氫譜53-55
• 3.9 本章小結(jié)55-56
• 第四章 萃取實(shí)驗(yàn)條件的確定56-84
• 4.1 萃取溫度的確定56-57
• 4.2 萃取相比例的確定57-58
• 4.3 不同離子液體萃取實(shí)驗(yàn)58-71
• 4.3.1 NaOH萃取脫硫?qū)嶒?yàn)58-59
• 4.3.2 [BMIM]型離子液體-NaOH體系萃取脫硫?qū)嶒?yàn)59-62
• 4.3.3 [EMIM]型離子液體-NaOH體系萃取脫硫?qū)嶒?yàn)62-64
• 4.3.4 [HMIM]型離子液體-NaOH體系萃取脫硫?qū)嶒?yàn)64-66
• 4.3.5 [OMIM]型離子液體-NaOH體系萃取脫硫?qū)嶒?yàn)66-68
• 4.3.6 吡啶型離子液體-NaOH體系萃取脫硫?qū)嶒?yàn)68-71
• 4.4 脫硫?qū)嶒?yàn)結(jié)果分析71-79
• 4.4.1 [BMIM]型離子液體-NaOH體系萃余相硫醇變化71-72
• 4.4.2 [EMIM]型離子液體-NaOH體系萃余相硫醇變化72
• 4.4.3 [HMIM]型離子液體-NaOH體系萃余相硫醇變化72-73
• 4.4.4 [OMIM]型離子液體-NaOH體系萃余相硫醇變化73-74
• 4.4.5 BF_4~-咪唑類(lèi)離子液體-NaOH體系萃余相硫醇變化74-75
• 4.4.6 OH~-咪唑類(lèi)離子液體-NaOH體系萃余相硫醇變化75-76
• 4.4.7 Br~-咪唑類(lèi)離子液體-NaOH體系萃余相硫醇變化76-77
• 4.4.8 Ac~-咪唑類(lèi)離子液體-NaOH體系萃余相硫醇變化77-78
• 4.4.9 吡啶類(lèi)離子液體-NaOH體系萃余相硫醇變化78-79
• 4.5 萃取體系的優(yōu)化79-81
• 4.6 本章小結(jié)81-84
• 第五章 年產(chǎn)100萬(wàn)噸LPG脫硫醇工藝設(shè)計(jì)84-92
• 5.1 工藝背景84
• 5.2 工藝原理84-85
• 5.3 工藝流程85-86
• 5.4 工藝步驟86-87
• 5.4.1 預(yù)堿洗工段86
• 5.4.2 抽提工段86-87
• 5.4.3 水洗工段87
• 5.4.4 氧化-再生工段87
• 5.5 分析樣品及采樣周期87-88
• 5.6 設(shè)備參數(shù)88-90
• 5.7 本章小結(jié)90-92
• 第六章 結(jié)論92-94
• 參考文獻(xiàn)94-98
• 致謝98-100
• 作者和導(dǎo)師簡(jiǎn)介100-101
• 附件101-102

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 黃建珍;許可;;活性炭和分子篩吸附脫硫醇的研究進(jìn)展[J];化工技術(shù)與開(kāi)發(fā);2015年12期

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3 李倩;楊西萍;;汽油吸附脫硫吸附劑的研究進(jìn)展[J];中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量;2011年08期

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5 王坤;劉大凡;何愛(ài)珍;劉紅光;袁莉;張s，

本文編號(hào)：559571