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1、1,燃料油在離子液體中進(jìn)行溶劑萃取和化學(xué)氧化脫的研究,,2,※簡介,根據(jù)歷年來相關(guān)研究顯示,機(jī)動車輛使用汽、柴油所排 放之空氣污染物,在整體空氣污染之中佔(zhàn)極大比例。 油品中的硫含量對於廢氣排放所產(chǎn)生的環(huán)境污染影響較 大,因為燃料油燃燒所產(chǎn)生的二氧化硫是造成空氣污染 和酸雨的主因。為了提升環(huán)境品質(zhì),在美國、歐洲等先進(jìn)國家一直致力 於訂定嚴(yán)格的油品規(guī)範(fàn)(低硫、低苯),而國內(nèi)也受到環(huán) 保團(tuán)
2、體與專家學(xué)者的壓力,因此近年來環(huán)保署也積極的 要求石油公司生產(chǎn)低污染的環(huán)保汽油,因此未來汽油的 硫含量將會趨向於低硫的限制。,,3,柴油中含硫成份分析原油提煉的燃料中「硫」以各種複雜的化合物存在柴油中硫成份結(jié)構(gòu)分析柴油中硫化合物的主要成份 Alkyldibenzothiophene (Alkyl-DBT) 進(jìn)行柴油中Alkyldibenzothiophene脫硫反應(yīng)的研究 生產(chǎn)低硫品質(zhì)之柴油,,
3、,,,,,,4,油品脫硫研究加氫脫硫法(Hydrodesulfurization, HDS) 生物脫硫法(Biocatalytic Desulfurization, BDS) 液體/液體萃取脫硫法(Liquid/Liquid Extraction) 吸附劑脫硫法(Adsorption) 氧化脫硫法(Oxidative Desulfurization, ODS),5,加氫脫硫法在反應(yīng)器中油料與氫氣藉由觸媒之反應(yīng),在某
4、一溫 度壓力下,可脫除油品中大部分的硫份稱之為加氫 脫硫,同時也是目前 工業(yè)界廣泛使用的脫硫方法。 在加氫脫除硫原子的處理過程中雜環(huán)之加氫飽 和C-S鍵失去了芳香族之穩(wěn)定性環(huán)狀結(jié)構(gòu)較易被破解 C-S鍵之加氫裂解此一反應(yīng)會產(chǎn)生-SH官能基之苯環(huán)結(jié)構(gòu)中間產(chǎn)物,,,,,,,6,氫化脫硫技術(shù)的缺點(diǎn)反應(yīng)需在高溫高壓下進(jìn)行。操作成本高且耗費(fèi)能源 。加氫作用使油品中烯烴類飽和,辛烷值減少而降低了燃料油之品
5、質(zhì) 。對於benzothiophenes和dibenzothiophenes等硫化合物的脫硫效率較差,尤其是4,6-DMDBT 。,7,,生物脫硫法生物脫硫是利用微生物代謝生產(chǎn)的脫硫酵素當(dāng)作觸 媒來進(jìn)行特定的催化脫硫反應(yīng)。,,8,生物脫硫技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在常溫常壓下操作,安全性高??缮a(chǎn)具經(jīng)濟(jì)價值之副產(chǎn)品-磺酸鹽 。生物脫硫技術(shù)的缺點(diǎn)反應(yīng)速率慢 反應(yīng)效率低 脫硫菌體生產(chǎn)成本過高 (包括菌
6、種壽命、酵素活性、產(chǎn)量等因素 ),,9,液體/液體萃取脫硫法在液體/液體萃取的過程中,是利用溶質(zhì)和溶劑之間 親和性的不同,以達(dá)到萃取分離的目的 ,此技術(shù)可 以有效地移除柴油餾份的硫份和芳香烴 。,,10,吸附劑脫硫法吸附劑脫硫製程是在油品中加入吸附劑,並利用吸 附劑對極性分子的吸附能力和本身孔洞大小,以達(dá) 到油品脫硫的目的。,,11,氧化脫硫法氧化脫硫是使用氧化劑和合適的觸媒來進(jìn)行油品脫硫 的
7、反應(yīng),此技術(shù)提供了不消耗氫氣且低成本的另一種 選擇。,12,,本實(shí)驗是探討離子液體在燃料油中進(jìn)行氧化脫硫的應(yīng)用以離子液體替代傳統(tǒng)溶劑來萃取燃料油中的含硫化合物, 並在離子液體中進(jìn)行化學(xué)氧化,達(dá)成脫硫的目的。此方法具有將溶劑萃取和化學(xué)氧化兩個除硫步驟在〝one-pot process〞達(dá)成脫硫之效果。優(yōu)點(diǎn)是提高脫硫之效率;另外使用離子液體替代傳統(tǒng)溶劑,可避免傳統(tǒng)有機(jī)溶劑使用時的揮發(fā)性污染及安全問題,研究目的
8、,,13,EMIM+BF4- BMIM+PF6-----------------------------------------Sample S/ppm S/ppm ------------------------------------------------------------------------------Low sulfur gas B 240 240 A 20
9、0 170 High sulfur gasB820820A730710------------------------------------------------------------------------------A: after treatment; B: Before treatment..,Liquid/Liquid Extraction For Sulfur Removal fr
10、om Gasolines,Shuguang Zhang and Z. Conrad Zhang* Green Chemistry, 2002, 4, 376–379,14,※結(jié)果討論,不同有機(jī)溶劑對脫硫效率之影響,DBT in C16H34 :有機(jī)溶劑=2:1 氧化劑:H2O2 30% , AcOH微波加熱 70℃,,15,不同離子液體對脫硫效率的影響,DBT in C16H34 :室溫離子液體=2:1
11、 氧化劑:H2O2 30% , AcOH微波加熱 70℃,16,C4MIMPF6在不同溫度下對脫硫效率的影響,DBT in C16H34 :C4MIMPF6=2:1氧化劑:H2O2 30% , AcOH微波加熱,17,C8MIMPF6在不同溫度下對脫硫效率的影響,DBT in C16H34 :C8MIMPF6=2:1氧化劑:H2O2 30% , AcOH微波加熱,18,不同催化劑對C4MIMPF6脫硫效率的影響,DBT
12、in C16H34 :C4MIMPF6=2:1氧化劑:H2O2 30% 微波加熱 70℃,19,不同催化劑對C8MIMPF6脫硫效率的影響,DBT in C16H34 :C8MIMPF6=2:1氧化劑:H2O2 30% 微波加熱 70℃,20,ODS of oil with RTILs at 900C,21,22,※結(jié)論與未來展望,對水含量較少的離子液體—C8MIMPF6脫硫的效率遠(yuǎn)比 其它極性溶劑還要好,而且有經(jīng)過氧化步驟
13、的燃料油 脫硫的效率會比未經(jīng)過氧化步驟的燃料油高出8-10倍。在不同的催化劑中,脫硫效率TFA>HCOOH>AcOH。當(dāng)離子液體反應(yīng)一段時間後,其性質(zhì)會發(fā)生變化,導(dǎo)致 疏水性變差而降低脫硫的效率。,23,未來先進(jìn)國家實(shí)施低硫柴油規(guī)範(fàn)的日期,,24,,五環(huán)化合物Co-Mo/Al2O3催化加氫脫硫之反應(yīng)機(jī)構(gòu),,25,a:非破壞性途徑 b:破壞性途徑,,26,燃料油在離子液體
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