【摘要】：燃料油中的氮化物燃燒后形成NO_x,污染環(huán)境。堿性氮化物在加氫精制過(guò)程中會(huì)使催化劑的活性降低,同時(shí)氮化物與硫化物在催化劑活性位上會(huì)發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)吸附,從而導(dǎo)致脫硫率降低,因此脫除燃料油中的含氮化合物,近年來(lái)已成為一個(gè)越來(lái)越重要的研究課題。目前,脫氮方法主要分為加氫脫氮和非加氫脫氮,盡管前者是脫氮的最佳方案,但裝置投資大,操作條件苛刻、操作費(fèi)用高,因此,非加氫脫氮方法的研究變得更為迫切,目前主要有吸附脫氮、溶劑精制脫氮、絡(luò)合脫氮、氧化脫氮等。其中,絡(luò)合脫氮基于Lewis酸堿理論及價(jià)鍵理論,能有效脫除油品中的含氮化合物,具有反應(yīng)條件溫和、脫氮率高、選擇性好、投資少、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn),但常規(guī)絡(luò)合脫氮?jiǎng)┯昧看笄乙讚]發(fā)。離子液體作為一種新型的環(huán)境友好型溶劑,在脫氮方面的應(yīng)用受到越來(lái)越多研究人員的關(guān)注。本文合成了三種離子液體1-丁基-3-甲基咪唑溴代氯化鋅鹽([Bmim]Br/ZnCl_2)、1-甲基-2-吡咯烷酮磷酸鹽([Hnmp]H_2PO_4)和氯化膽堿/草酸低共熔溶劑(ChCl/H_2C_2O_4·2H_2O),以頁(yè)巖油柴油和焦化柴油為原料考察離子液體的脫氮性能。通過(guò)紅外光譜(FT-IR)和核磁共振氫譜(~1H NMR)對(duì)所合成的三種離子液體([Bmim]Br/ZnCl_2、[Hnmp]H_2PO_4、ChCl/H_2C_2O_4·2H_2O)進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征,結(jié)果表明:合成化合物與目標(biāo)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)一致。采用紅外探針?lè)ㄑ芯苛穗x子液體的酸性,并測(cè)定了三種離子液體的熱穩(wěn)定性、溶解性、腐蝕性及流動(dòng)性。結(jié)果表明:[Bmim]Br/ZnCl_2具有Lewis酸性,[Hnmp]H_2PO_4具有Bronsted酸性;三種離子液體熱穩(wěn)定性能滿足脫氮要求;在相同條件下,[Bmim]Br/ZnCl_2的粘度較大,[Hnmp]H_2PO_4和ChCl/H_2C_2O_4·2H_2O的粘度較小;三種離子液體對(duì)設(shè)備腐蝕性小。以焦化柴油和撫順頁(yè)巖柴油餾分為原料考察三種離子液體的脫氮性能。考察了萃取時(shí)間、萃取溫度、劑油質(zhì)量比等因素對(duì)合成離子液體脫氮性能的影響,結(jié)果表明:離子液體的脫氮過(guò)程在30 min內(nèi)即可達(dá)到平衡,萃取溫度對(duì)脫氮效果影響不明顯,[Bmim]Br/ZnCl_2的最佳脫氮溫度為50℃,[Hnmp]H_2PO_4和ChCl/H_2C_2O_4·2H_2O的脫氮溫度均為30℃。在劑油質(zhì)量比1:7的條件下,[Hnmp]H_2PO_4離子液體對(duì)焦化柴油堿性氮化物的脫除率為93.97%,離子液體回收利用三次后脫氮率仍然在85%以上;[Bmim]Br/ZnCl_2離子液體對(duì)焦化柴油和頁(yè)巖油柴油中堿性氮化物的脫除率分別為68.31%和57.66%。低共熔離子液體Ch Cl/H_2C_2O_4·2H_2O對(duì)喹啉的脫除性能好于吲哚,并且對(duì)實(shí)際柴油中堿性氮化物也表現(xiàn)出良好的脫除性能,在劑油質(zhì)量比1:7的條件下,焦化柴油的堿氮的脫除率為96.10%,而且該離子液體回收利用4次后脫氮率仍然高達(dá)87.20%。
【圖文】：

4；b：N-甲基吡咯烷酮圖3.2中曲線b為NMP的紅外光譜圖。3476 cm-1：游離的H+與C=O形成的O-H伸縮振動(dòng)吸收峰；2933 cm-1、2873 cm-1：CH2的伸縮振動(dòng)吸收峰；1675 cm-1為羰基的伸縮振動(dòng)吸收峰；1404 cm-1：CH2的面內(nèi)彎曲振動(dòng)吸收峰；1299 cm-1：C-N的伸縮振動(dòng)吸收峰；1111 cm-1：CH2剪式振動(dòng)吸收峰；985 cm-1：C-C伸縮振動(dòng)吸收峰。圖3.2中曲線a為[Hnmp]H2PO4的紅外光譜圖。200-2800cm-1：質(zhì)子化的NH+伸縮振動(dòng)；1632.35cm-1：羰基的強(qiáng)吸收譜帶；1306.77 cm-1：H2PO4-負(fù)離子γP=O的吸收峰，1007.52cm-1：H2PO4-負(fù)離子γP-O的吸收峰。與NMP的譜圖對(duì)比，離子液體[Hnmp]H2PO4的羰基的強(qiáng)吸收峰發(fā)生了紅移，這是由于受到了分子間氫鍵和H2PO4-負(fù)離子的影響。經(jīng)過(guò)紅外譜圖分析，合成的產(chǎn)物確實(shí)是目標(biāo)離子液體[Hnmp]H2PO4。3.1.2 離子液體[Bmim]Br/ZnCl2的表征（1）[Bmim]Br/ZnCl2的核磁共振圖譜分析

離子液體脫除柴油中氮化物的研究t，N-CH2-C-C)；3.870 (3H，s，，N-CH3)；1.766 (2H，m，N-m，N-C-C-CH2-C)；0.894 (3H，t，N-C-C-C-CH3) 。與[BmnCl2的核磁峰普遍向高磁場(chǎng)方向移動(dòng)，即右移。原因是引入的 Br-進(jìn)入了 ZnCl2中，形成新的陰離子基團(tuán)，使得原來(lái)[Bm原子吸電子誘導(dǎo)效應(yīng)的影響有所降低，因而氫原子峰向高磁l2的加入對(duì)陽(yáng)離子[Bmim]+的 H 化學(xué)位移影響不是很大。體[Bmim]Br 和[Bmim]Br/ZnCl2的紅外光譜分析結(jié)果體[Bmim]Br 和[Bmim]Br/ZnCl2的紅外光譜如圖 3.4 所示：
【學(xué)位授予單位】：遼寧石油化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TE624.5

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2680524