四氟硼酸1-甲基-3-丁基咪唑盐的合成、表征及萃取脱硫探索.pdf

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1、石油炼制与化工2015年1月基础研究PETR0LEUMPR0CESSINGANDPETROCHEMICALS第46卷第1期四氟硼酸1一甲基一3一丁基咪唑盐的合成、表征及萃取脱硫探索陈阳，朱涵庆，李娟娟，王光辉。(1．武汉科技大学化学工程与技术学院，武汉430081；2．湖北省煤转化与新型炭材料重点实验室)摘要：制备了环保型绿色离子液体——四氟硼酸1一甲基一3一丁基咪唑盐(FBMIM]BF)，主要探讨“绿色合成”方法及其对模型油萃取脱硫的效果。在无溶剂条件下将N一甲基咪唑与1一氯代正丁烷通过高产率的亲核取代

2、反应生成中间产物[-BMIM]C1，再使其与NaBF进行复分解反应生成目标物质，经红外光谱(Frr_IR)、紫外光谱(uV)等测试方法验证可知，产物的分子结构为[-BMIM]BF。考察了萃取时间、温度、含硫化合物种类(苯并噻吩BT或二苯并噻吩DBT)及剂油体积比对脱硫率的影响，在萃取温度4o℃、萃取时间30min、剂油体积比1：2的条件下，含DBT模型油的单级萃取脱硫率为54．4。对含DBT模型油进行了三级萃取及离子液体回收再利用研究，结果表明，三级萃取脱硫率达到9O，离子液体可回收利用。关键词i咪唑盐萃

3、取脱硫模型油离子液体燃油在使用时，其中的含硫物种会燃烧生成条件的系统分析和优化以及回收再生方法和效果大量硫氧化物SO_1]微小颗粒，造成发动机受损以仍鲜见报道。本课题在无有机溶剂条件下合成了及引起雾霾、酸雨等环境问题。从环保角度出发，四氟硼酸1一甲基一3一丁基咪唑盐([-BMIM]BF)，使世界各国对燃油中硫含量等质量控制指标提出了用紫外光谱、红外光谱、质谱及c核磁共振测试越来越严格的要求]，为与国际接轨，我国将在表征产物结构，考察产品作用于含BT、DBT类芳2018年前将车用汽油标准中硫质量分数全面提升

4、香族含硫物质的模型油时的单级及三级萃取脱硫到小于10gg／gL3。能力并进行操作条件的优化，采用反萃取法对分目前，工业生产低硫燃油的主流技术是催化层得到的[Bmim]BF离子液体进行回收再生并探加氢脱硫法(HDS)[41，虽然效果好，但其主要缺陷索其重复利用性能。是反应条件需高温高压；同时，苯并噻吩(BT)及l实验二苯并噻吩(DBT)类芳香族含硫物质由于较复杂的空间位阻而难以被完全脱除¨6]。因此，学者们提1．1试剂出了氧化脱硫]、吸附脱硫]、萃取脱硫]、生物脱1一氯代正丁烷、N一甲基咪唑、甲醇、二氯甲烷

5、、硫l_】。。等非加氢脱硫方法，以寻找脱硫效果好、污染乙酸乙酯、正辛烷、NaBF，化学纯，国药集团化学物排放少、反应条件温和的具有竞争力的新路径。试剂有限公司生产；苯并噻吩、二苯并噻吩，分析传统化工生产中的萃取、吸附、共沸蒸馏等操纯，美国Acros公司生产。作涉及很多挥发性有机溶剂(如醚、胺、醇等)，缺1．2[BMIM]BF的制备点很明显：不环保、溶剂难以回收利用等。目前，通过两步合成法合成[BMIM]BF，反应式离子液体(ILs)正日益取代传统的有机溶剂，其熔如下：点一般低于100℃，室温下呈液态，通常

6、由有机阳离子与某种无机或有机的阴离子结合而成，具有收稿日期：2014—06—30；修改稿收到日期：20140826。应用范围广、稳定性高、难挥发、难燃烧、结构易于作者简介：陈阳，在读博士研究生，讲师，主要研究方向：清洁能调控等优点。将离子液体应用于燃料油脱硫脱氮源。2014年在核心期刊已发表2篇论文，另有2篇已被接收。通讯联系人：王光辉，Email：wghwang．@263．net。的探索成为近年的研究热点口H。基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金项目尽管目前有很多关于离子液体对燃料油萃取(20114

7、21912ooO2)；国家级大学生创新创业训练计划项目或萃取氧化脱硫的报道，然而对烷基咪唑四氟硼(2o1210488007)；煤转化与新型炭材料湖北省重点实验2013酸盐离子液体的“绿色”合成方法、详细表征、萃取年度开放基金项目(WKDM201308)。第1期陈阳，等．四氟硼酸1一甲基一3一丁基咪唑盐的合成、表征及萃取脱硫探索21／=AN+Hcc·／：==、+M。一NMejNN＼＼／八＼／／cH3l一／===＼／：=：、Me／NN+＼／^＼／cH3+NaBF4Me／N＼N＼／＼／cH3+NacCFBFd一

8、1．2．1中间体的制备在氮气保护下，将0．10烃中甲基上C～H键的对称及不对称伸缩振动；toolN_甲基咪唑和相同物质的量的氯代正丁烷加1635cm与1592cm处的峰与C—C、C—N入250mL的圆底烧瓶中，在8O℃水浴下恒温搅键对应；1469cm处的峰是由咪唑环上C—N双拌回流反应72h，反应完后放置在冰箱中冷却，然键的伸缩振动和芳环骨架振动引起的；119O后加入10．0mL乙酸乙酯进行洗涤，重复进行3cm处的峰归属于咪唑