杂多酸聚合离子液体的制备及其在燃油催化氧化脱硫中的应用
燃料油中噻吩类化合物的脱除是炼油行业的技术挑战之一，而吸附脱硫、萃取脱硫和催化氧化脱硫等非加氢脱硫技术颇有潜力，值得进一步研究探索。本文分别通过PVP和PVIM与杂多酸反应合成了新型聚合离子液体（HPW-PVP和V-PIL），探究了其在氧化脱硫中的应用。 首先，用磷钨酸对聚乙烯基吡啶(PVP)进行离子化改性，获得了HPW-PVP。利用X射线粉末衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)等分析方法对该聚合离子液体的形貌及结构进行了表征。结果表明，HPW-PVP表面疏松多孔，具有无定型结构。以HPW-PVP作为催化剂，过氧化氢(H2O2)为氧化剂，以EG为萃取剂，构建了新的萃取-催化氧化脱硫(ECODS)体系。该ECODS过程在80℃，nH2O2∶nS=20，mHPW-PVP∶mOIL=10wt％，mEG∶mOIL=20％条件下反应2h，即可将模型油中DBT和BT完全脱除，而且连续5次使用后，脱硫效率无明显降低。使用后的萃取相及催化剂可通过简单方法进行分离再生。该ECODS过程对实际柴油的单次脱硫效果也能达到78％。 其次，通过过氧钒酸与聚乙烯基咪唑(PVIM)的交联改性制备了V-PIL催化剂，采用相同的分析方法对其形貌及结构进行了分析表征。以V-PIL为催化剂，通过异丙苯原位空气氧化产生的CHP为氧化剂，构建了一步法ACODS过程，并对模型油中DBT的脱除性能进行了考察。结果表明，一步法ACODS过程脱硫效果并不理想，改变反应温度，氧气压力，催化剂等条件对脱硫效果的影响也很小这主要是在反应条件下CHP并未高效形成所致。 此外，本文还探索了两种以氧气作为氧化剂的新脱硫体系，即以金属-溴化物催化氧化脱硫体系和以自由基引发剂催化氧化脱硫体系。结果表明，这两种体系均无明显脱硫效果，说明噻吩硫的氧化与烷基芳香烃的氧化服从不同的催化机理。
聚合离子液体;杂多酸;制备工艺;燃油氧化脱硫;催化性能
北京化工大学
硕士
化学工程与技术
李春喜
2018
中文
TQ426.7
103
2018-09-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）