【摘要】：燃油燃燒后產(chǎn)生的SOx是造成環(huán)境污染的主要污染源之一。SOx會造成酸雨、霧霾等一系列極端天氣,對生態(tài)環(huán)境的破壞極大。因此,各國對于燃油硫含量的標準越來越嚴格,而中國即將推行的“國VI”標準要求燃油總硫含量低于10 ppm。加氫脫硫一直是工業(yè)中主流的脫硫方法,但是其對稠環(huán)類硫組分的脫除效果不佳,很難將燃油的總硫含量降至10 ppm以下。對于眾多的非加氫脫硫方法來說,用低共熔溶劑(Deep Eutectic Solvents,DESs)來進行萃取脫硫的方法以其條件溫和、步驟簡單、綠色環(huán)保等諸多優(yōu)點得到了廣泛研究。本文通過實驗篩選得到了四丁基溴化膦(Tetrabutylphosphonium Bromide,TBPB)與水形成的DES,并基于此DES針對以二苯并噻吩(Dibenzothiophene,DBT)為硫組分的模型油設計出一種水調(diào)控的萃取脫硫過程。首先,通過實驗研究了水含量對DES形成、DES脫硫性能以及DBT在DES中溶解度的影響。結(jié)果表明,由TBPB和水按摩爾比為1:2組成的DES在萃取過程中具有最高的脫硫效率(70.4%)。萃取過程結(jié)束后,將DES相的水含量提高至TBPB與水摩爾比為1:50即可最優(yōu)地完成DES再生,并且再生后DES的脫硫效率(67.4%)接近新鮮DES的脫硫效率;然后,通過紅外(FT-IR)和氫核磁(1H NMR)的表征手法并結(jié)合分子動力學模擬對該過程的機理進行研究。結(jié)果表明,DES通過TBPB中Br-與水中H原子之間的氫鍵作用形成。萃取過程由TBPB中Br-與DBT環(huán)上H原子之間的氫鍵作用以及TBPB中的陽離子TBP+與DBT之間的CH-π作用來驅(qū)動。再生過程中,DES相中過量的水會削弱TBPB與DBT的相互作用,使DBT析出結(jié)晶,從而促進再生。
【學位授予單位】：華東理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TE624.1
【圖文】：

對于燃油品質(zhì)的要求十分嚴格，一直處于領(lǐng)先地位。而對于中國等發(fā)展中國家來說，在逡逑保證工業(yè)大力發(fā)展的同時還要做好環(huán)境保護，任務十分艱巨。各國對于燃油中硫含量標逡逑準的變化如圖２．２所示。逡逑９００邋－Ｉ邐邋２１００邐邐逡逑８００：邐？Ｃｈｉｎａ邐，ｎｎｎ邋（ｂ）邐Ｍ邋Ｃｈｉｎａ逡逑？邐■邐Ｉ邐＊ＵＳＡ邐？邋曑邐＿ＵＳＡ逡逑Ｉ邋７００－邐ｐ邐WＥＵ邐ｇ邐１９００．邋｜ｌ邐W ＥＵ逡逑Ｉ６０＂邋Ｉ邐Ｉ邋—邋Ｉ逡逑１５０°：邋｜邐ｍ邐１邋ｉｒ00ｌ邋Ｉ逡逑ｉＺｉ邋｜邐｜邐Ｉ邋：：（ｉ邋ｍ逡逑１。。卿ｌｌ邋＾邋．邋－ｊｆｍｍｕ邋，逡逑２００３邐２００６邐２０１０邐２０１４邐２０１７邐２００２邐２００３邐２０１１邐２０１Ｓ邋２０１７逡逑Ｙｅａｒ邐Ｙｅａｒ逡逑圖２．２各國燃油硫含量標準（（ａ）為汽油硫含量標準，（ｂ）為柴油硫含量標準）逡逑Ｆｉｇ．邋２．２邋Ｓｕｌｆｕｒ－ｃｏｎｔｅｎｔ邋ｌｉｍｉｔａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｆｕｅｌ邋ｉｎ邋ｖａｒｉｏｕｓ邋ｃｏｕｎｔｒｉｅｓ邋（（ａ）邋ｇａｓｏｌｉｎｅ邋ｓｕｌｆｕｒ－ｃｏｎｔｅｎｔ邋ｌｉｍｉｔａｔｉｏｎ，邋（ｂ）逡逑ｄｉｅｓｅｌ邋ｓｕｌｆｕｒ－ｃｏｎｔｅｎｔ邋ｌｉｍｉｔａｔｉｏｎ）逡逑從圖中可以看出，相對于歐美國家來說，雖然中國對于燃油硫含量的控制起步較晚，逡逑但是中國一直把此問題放在發(fā)展的重中之重，不斷與歐美等國家的差距越來越小。自逡逑２０１７年國Ｖ標準實施以來，中國己經(jīng)達到了歐美國家的標準。并且近兒年中國對于燃逡逑油的清潔還在不斷地發(fā)展

體系中加入氧原子并使用合適的催化劑，在不破壞Ｃ－Ｓ鍵的情況下，將燃油中的重硫組逡逑分氧化生成亞砜或砜以增加硫組分的極性，使其更易被萃取。然后，被氧化的硫組分被逡逑萃取劑萃取分離從燃油中除去。典型的氧化脫硫過程如圖２．６所示。逡逑廠邋ｒＶｉＨ邋■邐－邋￣￣￣邐＾逡逑／／邐Ｊ／邐ｄｂｔ邐ｄｂｔ邐ｄｂｔ逡逑ＤＢＴ邐ＤＢＴ邐ＤＢＴ逡逑ＤＢＴ邐ＤＢＴ邐油相逡逑ｄｂｔ邐Ｄ８Ｔ邐萃取相逡逑ｕｂｔｏ２邐ｄｂｔｏ２逡逑＼＾ＤＢＴ邐Ｓ邐ＤＢＴ邐ＤＢＴ０：邋＞，、邋ｄｂｔｏ，＾／逡逑圖２．６催化氧化脫硫過程逡逑Ｆｉｇ．邋２．６邋Ｐｒｏｃｅｓｓ邋ｏｆ邋ｏｘｉｄａｔｉｖｅ邋ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ逡逑目前關(guān)于氧化脫硫的研宄中，主流的氧化方法是向體系中加入氧化劑來氧化含硫組逡逑分，如有機和無機過氧酸、過氧化氧、過氧鹽、Ｎ０２、叔丁基過氧化氫以及0３等�。担丁�。逡逑

及水調(diào)控過程的可行性。逡逑４．２水調(diào)控的萃取脫硫過程概念逡逑水調(diào)控萃取脫硫的過程以及原理如圖４．１所示。首先，在ＤＥＳ形成過程中，向固態(tài)逡逑的有機鹽ＴＢＰＢ中加入少量水形成液態(tài)的ＤＥＳ，其中ＴＢＰＢ與水分別作為ＨＢＡ與ＨＢＤ；逡逑在萃取過程中，由于ＤＥＳ與ＤＢＴ之間強力的相互作用使得模型油中的硫組分被萃取到逡逑ＤＥＳ相中，同時得到潔凈的油品；在萃取過程之后，往ＤＥＳ相中加入過量的水來破壞逡逑ＤＥＳ與ＤＢＴ之間的作用，大大降低ＤＢＴ在ＤＥＳ中的溶解度從而使得ＤＢＴ在ＤＥＳ相逡逑中結(jié)晶析出并通過過濾除去；最后再除去ＤＥＳ中過量的水即可實現(xiàn)ＤＥＳ的再生。逡逑在此過程中，水起著至關(guān)重要的作用。水不僅僅作為ＨＢＤ與ＴＢＰＢ形成液態(tài)的ＤＥＳ逡逑保證脫硫過程的順利進行，其在ＤＥＳ再生的過程中還作為反萃劑來移除ＤＥＳ相中的逡逑ＤＢＴ從而實現(xiàn)ＤＥＳ的再生�？梢钥吹�，整個萃取脫硫過程是通過水來驅(qū)動以及調(diào)控的，逡逑僅需調(diào)控水含量的高低即可完成萃取脫硫－溶劑再生的整個過程

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