离子液体的制备及其在脱硫中的应用硕士学位论文

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1、西北大学硕士学位论文西北大学学位论文知识产权声明书本人完全了解西北大学关于收集、保存、使用学位论文的规定。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。本人授权西北大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所等机构将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》或其它相关数据库。保密论文待解密后适用本声明。学位论文作者签名：指导教师签名：年月日年月日-----------------------------------

2、-----------------------西北大学学位论文独创性声明本人声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，本论文不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西北大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：年月日1西北大学硕士学位论文摘要随着国家环保法规的日益严格，生产低硫汽油是炼油行业在21世纪面临的迫切任务。在我国，催化裂化（FCC）汽油占我国汽油生产总量的8

3、0%左右，因此汽油中的硫化物主要来自FCC汽油。若要实现汽油的低硫化，则必须降低FCC汽油中的硫含量。而传统的脱硫技术存在一次性投资大、操作费用高等问题，因此开展FCC汽油脱硫新技术的研究是目前炼油行业的当务之急。离子液体作为一种新型绿色环保溶剂，具有不挥发、蒸汽压低、液态范围宽、热稳定性高等优点，基于这些优点使离子液体应用到FCC汽油脱硫中克服了传统脱硫技术中存在的不足，具有广阔的应用前景。本论文主要对离子液体的制备及离子液体在脱硫方面的应用进行研究。首先，采用微波法合成了离子液体1-丁基-3-甲基四氟硼酸盐（[BMIM]BF4），并对其进行了红外光谱

4、的表征。合成中间体1-丁基-3-甲基咪唑（[BMIM]Br）的单因素实验结果表明，最佳合成工艺为：采用微波法合成，微波功率为320W，间歇反应时间为100s，配料比为1.1：1，分批加入N-甲基咪唑。合成[BMIM]BF4的单因素实验结果表明，最佳合成条件为：微波功率为320W，间歇反应时间为360s，采用蒸馏水作溶剂。红外光谱结果进一步表明，实验合成的离子液体是[BMIM]Br和[BMIM]BF4。同时采用一步合成法合成了盐酸三乙胺盐类离子液体，并对其溶解性和粘度进行了研究。其次，本文利用制备的1-丁基-3-甲基四氟硼酸盐和盐酸三乙胺盐离子液体分别进行

5、了脱硫实验，考察离子液体的脱硫效果。实验结果如下：1.在离子液体[BMIM]BF4的作用下，采用氧化萃取法的脱硫率明显高于直接萃取法。氧化萃取法脱硫的最佳条件为：剂油比v(IL):v(oil)=0.8，氧化时间t=180min，温度T=50℃，双氧水的体积v=2.5mL，脱硫率达到87.1%。同时[BMIM]BF4有很好的重复使用性能，重复使用5次脱硫率几乎不变。2.盐酸三乙胺盐离子液体的单因素脱硫实验结果为：萃取温度T=50℃，剂油比v(IL):v(oil)=0.08，萃取时间t=50mim，反应结束后静置15mim。在单因素实验的基础上，根据Plac

6、kett-Burman试验IV西北大学硕士学位论文设计对影响脱硫率的因素进行评价，得出剂油比、反应时间和反应温度是对脱硫率影响显著的因素。然后采用响应面法中的Box-Behnken设计对反应条件进行优化，得出最佳反应条件为：剂油比v(IL):v(oil)=0.1，反应温度T=54.3807℃，反应时间t=41.12min。在最佳反应条件下的理论最佳脱硫率为96.18%，经验际脱硫率为95.62，比理论稍低，实验所得模型非常可靠。最后将盐酸乙胺盐离子液体应用在FCC汽油脱硫中。实验结果表明，[Et3NH]Cl-FeCl3/CuCl离子液体不但具有脱硫的效果

7、同时还具有将烯烃的能力，单次脱硫率为64.64%，降烯率为32.59%。关键词：1-丁基-3-甲基四氟硼酸盐离子液体，盐酸三乙胺盐离子液体，微波法合成，FCC汽油，响应面，脱硫，降烯烃IV西北大学硕士学位论文AbstractWiththeincreasinglystringentnationalenvironmentalrules,theproductionoflowsulfurgasolinehasbecomeanurgenttaskofthepetroleumrefiningindustryinthe21stcentury.Thecatalyticc

8、racking(FCC)gasolineaccountsforabout80%o