【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程中會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發(fā)生競爭吸附,從而導(dǎo)致脫硫率降低,因此脫除燃料油中的含氮化合物,近年來已成為一個(gè)越來越重要的研究課題。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、操作簡便等優(yōu)點(diǎn),但常規(guī)絡(luò)合脫氮劑用量大且易揮發(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。通過紅外光譜(FT-IR)和核磁共振氫譜(~1H NMR)對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。采用紅外探針法研究了離子液體的酸性,并測定了三種離子液體的熱穩(wěn)定性、溶解性、腐蝕性及流動性。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;三種離子液體對設(shè)備腐蝕性小。以焦化柴油和撫順頁巖柴油餾分為原料考察三種離子液體的脫氮性能�？疾炝溯腿r(shí)間、萃取溫度、劑油質(zhì)量比等因素對合成離子液體脫氮性能的影響,結(jié)果表明:離子液體的脫氮過程在30 min內(nèi)即可達(dá)到平衡,萃取溫度對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離子液體對焦化柴油和頁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對喹啉的脫除性能好于吲哚,并且對實(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伸縮振動吸收峰；2933 cm-1、2873 cm-1：CH2的伸縮振動吸收峰；1675 cm-1為羰基的伸縮振動吸收峰；1404 cm-1：CH2的面內(nèi)彎曲振動吸收峰；1299 cm-1：C-N的伸縮振動吸收峰；1111 cm-1：CH2剪式振動吸收峰；985 cm-1：C-C伸縮振動吸收峰。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；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方向移動，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[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的加入對陽離子[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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TE624.5

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2680524