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摘 要

考虑到易开采的低硫原油层已经枯竭，高硫原油的开采变得十分必要，成功实现低硫燃料是一个具有挑战性和重要意义的目标。近年来，离子液体(ILs)作为一种独特的溶剂，在燃料脱硫领域中得到了越来越广泛的应用。离子液体具有熔融盐、离子表面活性剂、离子晶体和分子液体等结构特征，除此之外离子液体作为传统有机溶剂的替代品，具有许多优点，如挥发性低，可与氧化剂和还原剂同时使用，耐湿气，热稳定性好。利用改变后的阴离子和阳离子，可以合成具有多种化学和物理特性的离子液体。离子液体在燃料脱硫中的萃取脱硫和氧化脱硫均有被应用。离子液体萃取脱硫是通过使用离子液体作为萃取溶剂选择性地从燃料中去除硫化合物，氧化脱硫是将含硫化合物氧化成相应的亚砜或砜，然后使用萃取、吸附或蒸馏等方法去除硫化物，离子液体具有很大潜力帮助实现低硫燃料这一目标。

关键词：低硫燃料，燃料脱硫，离子液体，萃取脱硫，氧化脱硫

Abstract：The successful implementation of low-sulfur fuels is a challenging and significant goal, given the depletion of easily accessible low-sulfur oil deposits and the need for high-sulfur oil production. In recent years, as a unique solvent, ionic liquid (ILs) has been widely used in the field of fuel desulfurization. Ionic liquid has the structural characteristics of molten salt, ionic surfactant, ionic crystal and molecular liquid, etc. In addition, ILs, as a non-hydrogenated product of traditional organic solvent, has many advantages, such as low volatility, can be used together with oxidant and reducing agent, moisture resistance, good thermal stability. The modified anions and cations can be used to synthesize ionic liquids with various chemical and physical properties. Both extractive and oxidative desulfurization have been used in fuel desulfurization. Ionic liquid extraction desulfurization is the selective removal of sulfur compounds from fuels by using ionic liquid as extraction solvent. Ionic liquid oxidative desulfurization is the oxidation of sulfur-containing compounds into corresponding sulfoxide or sulfone, and then the removal of sulfide by extraction, adsorption or distillation. Ionic liquids have great potential to help achieve the goal of low sulfur fuels.

Keywords：Low sulfur fuel, fuel desulfurization, ionic liquid, extraction desulfurization, oxidation desulfurization

目 录

1 前言 ………………………………………………………………………4

2 燃料脱硫…………………………………………………………… 5

2.1 加氢脱硫…………………………………………………………… 6

2.2 吸附脱硫……………………………………………………………6

2.3 生物脱硫……………………………………………………………7

2.4 萃取脱硫……………………………………………………………7

2.5 氧化脱硫……………………………………………………………7

3 离子液体……………………………………………………………… 8

3.1离子液体的定义…………………………………………………………… 8

3.2离子液体的组成……………………………………………………………8

3.3 离子液体的优点…………………………………………………………9

3.4 离子液体的应用……………………………………………………………9

4 利用离子液体进行脱硫…………………………………………………… 10

4.1 离子液体萃取脱硫……………………………………………………… 10

4.2 离子液体氧化脱硫…………………………………………………… 11

4.2.1 负载型ILs作为催化剂进行氧化脱硫………………………………… 11

4.2.2 采用ILs乳液体系催化氧化脱硫………………………………… 11

结论………………………………………………………………………… 14

参考文献…………………………………………………………………………15

致谢………………………………………………………………………17

1 前言

柴油、汽油、煤油、喷气燃料等燃料油的脱硫是炼油中的一项重要实践。燃料油中的硫化合物(硫类化合物)是不受欢迎的，因为它们在精炼过程中以及在商业使用中都会产生问题。在炼油过程中，硫类化合物往往会使一些用于石油加工的催化剂失活，并在泵送、管道和炼油设备中引起腐蚀问题。在燃料油的商业化使用过程中，硫类化合物在燃烧过程中转化为硫氧化物，然后转化为硫酸盐、酸雨或其他对环境有害的颗粒物。随着人们对保护环境意识的提高，世界各国对汽车尾气中硫氧化物的排放要求逐渐严格，现在降低燃料的含硫量成为一个迫切需要解决的问题。通过从源头上控制污染，作为应对此环境污染问题的解决方法之一，实现对燃油的深度脱硫处理具有重要的价值和意义，研究燃油的深度脱硫已经成为石油工业的重点和热点研究课题之一。到目前为止，人们已经探索了许多方法，包括利用细菌、微波、超声波、电、吸附和萃取等。

燃油中的硫化物主要有二硫化物、硫醇、硫醚、噻吩及其衍生物等^[1]。传统脱硫方法涉及到这些化合物与氢气在高压和高温下的反应，使用昂贵的催化剂^[2]。它还降低汽油的辛烷值，释放有毒硫化氢(H₂S)气体，用这种方法难以去除高沸点的硫化物(如二苯并噻吩)。目前，催化加氢脱硫降低燃油中的硫含量是石油工业上燃油脱硫的主要方法，该方法可以有效的去除燃油中的硫醇、硫醚等简单小分子有机硫化物，但是加氢脱硫的操作条件比较苛刻而且需要花费大量的氢气及价格昂贵的加氢脱硫催化剂，导致资本和运营成本的增加。目前加氢脱硫的投资成本比较高、加氢催化剂技术发展也比较慢，脱硫效果也没有达到深度脱硫的标准，例如燃油中的噻吩及其衍生物等高沸点的硫化物难以完全脱除，而且往往会降低汽油的辛烷值。因此，寻找一种脱硫的非加氢方法是一项艰巨的研究工作。为解决加氢脱硫技术(HDS)带来的缺陷，近年来，研究者又开发出萃取脱硫、氧化脱硫、吸附脱硫、生物脱硫等非加氢脱硫技术或研制新的高效加氢脱硫催化剂。这些技术可以作为加氢脱硫的替代品或加氢脱硫之外的补充过程。离子液体(ILs)作为一类新型的绿色溶剂，在常温下呈现液态，具有化学稳定性好、热稳定性、蒸气压低、分离时不会造成二次污染等优点。一系列的研究表明，离子液体萃取脱硫、氧化脱硫对传统的加氢脱硫方法难以去除的噻吩及其衍生物具有较好的脱除效果。

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