非水相金属基离子液体湿法氧化脱硫工艺：发展与展望

水相湿法氧化脱硫工艺在含硫化氢的工业过程气净化中得到广泛应用,但普遍存在脱硫剂易降解、硫磺品质差和副盐产量高等二次污染严重的难题。将无机铁盐溶于有机溶剂构建的非水相湿法氧化工艺不仅能实现氧化脱硫,而且具有消除CO₂酸性气干扰和避免活性氧过度氧化作用而产生大量副盐的优势。但由于铁盐在有机溶剂中的溶解度小而制约了铁盐非水相湿法氧化脱硫工艺的发展。近年来,基于金属基离子液体良好的氧化性、氧化还原可逆性和稳定性,及在有机溶剂中的超溶解性而构建的非水相离子液体湿法氧化脱硫工艺(Nasil)取得了快速发展。通过剖析水相湿法氧化脱硫工艺的问题成因,结合当前能源环境的发展趋势,阐述了湿法氧化脱硫的必要性和发展机遇。从金属基离子液体脱硫剂结构设计和组成优化出发,介绍非水相离子液体湿法氧化脱硫反应和过程强化原理,归纳总结新工艺十多年来的理论发展和应用探索历程。最后,针对现阶段湿法氧化脱硫技术所面临的挑战,强调开拓新型脱硫思路的重要性,为脱硫净化过程中碳氢资源的整合发展提出展望。     

复合离子液体组成对硫化氢的氧化脱硫性能的影响

针对纯铁基离子液体（Fe-IL）在脱硫过程中气液传质效率较低、铁活性不高等缺陷导致的脱硫液易被击穿、硫容小和再生缓慢等问题,以铁基离子液体（Fe-IL）为基质,选用锌基离子液体（Zn-IL）、锰基离子液体（Mn-IL）和1,3-二甲基咪唑啉酮（DMI）为助剂,调节相互之间的质量比配制复合离子液体基脱硫液,并试验上述混合溶液的脱硫效果。实验结果表明,复合金属离子液体之间具有协同强化脱硫的作用,1,3-二甲基咪唑啉酮对铁基离子液体脱硫有着较好的活化作用,其中铁锌基离子液体与1,3-二甲基咪唑啉酮组成的复合液脱硫效果更为理想。     

物理溶剂强化铁基离子液体氧化脱硫实验研究

针对咪唑类铁基离子液体(Fe-IL)在脱硫过程中粘度较大、酸性较强等缺陷,导致气液传质反应效率较低、工作硫容远小于理论硫容等问题,以Fe-IL为脱硫溶液主体,分别选用非质子强极性物理溶剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)、聚乙二醇二甲醚(PEGDE)和N-甲酰基吗啉(NFM)作为强化脱硫促进剂,通过调节Fe-IL与物理溶剂质量比,考察物理溶剂对Fe-IL脱硫效率增强效果。结果表明,常温常压下,物理溶剂与Fe-IL质量比为1∶1时,NMP的强化脱硫效果最好,且在30 min内化学硫容为0. 42 g/L,是其纯的铁基离子液体的2. 5倍。     

离子液体中氧化反应研究进展

离子液体用作氧化反应的溶剂,已经显示了许多潜在的优点。该文对在不同离子液体中进行氧化反应的类型、催化剂种类、达到的效果进行了评述,指出了存在的问题和发展方向。引用文献34篇。     

离子液体中氧化反应研究进展

在过去的十几年，科学家们进行了大量的实验，将离子液体作为环境友好的溶剂应用在许多反应中，如加氢、氢甲酰化、二聚、C-C偶合等反应，已经成功地在离子液体中进行。因为离子液体对不同有机物的溶解度是可调的。改变组成离子液体的有机阳离子或阴离子，可使催化反应在单相离子液体中或离子液体／溶剂两相中进行，反应完成后可实现配合物催化剂的循环和产品的分离。     

离子液体中醇氧化反应的研究进展

离子液体是一种新型的绿色物质,在很多领域中有着诱人的应用前景.醇的氧化反应是有机合成中的重要反应之一,其氧化产物醛、酮或酸是重要的化工原料,概述了近年来离子液体中醇在不同氧化剂和催化剂体系中进行氧化反应的研究进展.     

功能型离子液体萃取氧化脱硫研究

合成了一系列含有不同阴离子的1-烷基-3-甲基咪唑型离子液体,以35%H2O2以及冰醋酸为氧化剂,分别考察了不同条件下离子液体对模拟油品和实际油品的脱硫效果。结果表明,离子液体阴离子的酸性以及阳离子烷基碳链的长度对脱硫效果具有显著影响,其中具有较长碳链的强酸性硫酸氢盐类离子液体在剂︰油︰氧化剂=1︰25︰1,30℃条件下对模拟油品与实际油品均具有较高的脱硫率,对模拟油品一次脱硫率在90%以上,对抚顺石化公司石油二厂汽油、柴油一次脱硫率在80%以上,其中汽油含硫量降至10 mg/kg左右,达到欧V标准,显示了非常好的工业应用前景。     

离子型湿法氧化焦炉煤气脱硫实践

介绍了离子型湿法氧化脱硫工艺的技术原理,依据宣钢焦炉煤气AS负压脱硫工艺,通过改造水洗塔的内部结构,优化操作条件,在负压条件下煤气含硫量的去除率可达到99. 0%以上,气液比230∶1时煤气中硫化氢含量可降低到10 mg/m~3以下,符合洁净煤气的指标。     

己内酰胺四丁基溴化铵离子液体吸收硫化氢的研究

实验以己内酰胺四丁基卤化铵离子液体为吸收剂,进行脱硫工艺实验研究。对反应时间、反应温度、解吸时间、解吸温度等分别进行了实验。通过循环吸收-解吸实验,研究了己内酰胺四丁基溴化铵离子液体脱硫后的再生性能。这是用离子液体脱除H2S的有益探索,有望找到一条符合绿色化学理念的净化H2S的新途径,为离子液体净化硫化氢提供了一定的理论基础。     

功能型离子液体对燃料油的氧化萃取脱硫研究

合成了一系列含有不同阴离子的1一烷基一3一甲基咪唑型离子液体（ILs）,以35％H：0。及冰醋酸为氧化荆,采用直接萃取法、氧化萃取法考察了离子液体对模拟油品和实际油品的脱硫效果。结果表明,离子液体阴离子的酸性以及阳离子烷基碳链的长度对脱硫效果有显著影响,其中强酸性的硫酸氢盐类离子液体在IL：Oil：H2O2（体积比,下同）为1：25：1、30℃下对模拟油品与实际油品均有较高的脱硫率,对模拟油品一次脱硫率在90％以上,对抚顺石化二厂汽油、柴油一次脱硫率在80％以上,其中汽油硫含量降至lOmg·kg-1左右,达到欧V标准,显示了广阔的工业应用前景。     

离子液氧化脱硫(H2S)的流程设计及实验研究

依托铁基离子液的氧化性能,以其为氧化性脱硫剂,设计了离子液氧化脱硫除硫化氢的流程工艺。组装了以动力波反应器为喷淋吸收塔,空气鼓泡再生塔以及硫磺分离罐为单元操作设备的实验装置。并以此完成了10 m³·h^-1焦炉煤气侧线验证实验,获得近90%的脱硫效率,为离子液在工业脱硫污染控制方面的应用积累了宝贵的经验。     

离子液体在燃油脱硫技术领域的应用

重点介绍了离子液体在燃油脱硫技术方面的应用进展,主要介绍了直接萃取脱硫、萃取-氧化脱硫、催化氧化脱硫和电化学聚合脱硫技术,催化氧化脱硫技术具有反应条件温和、时间短、操作简单、易分离的优势,具有较好的应用前景,分析了离子液体在工业化过程中的应用方向和亟待解决的问题。     

Fe基离子液体中Schiff碱Co络合物催化氧化燃油脱硫

将离子液体FeCl3/BmimCl与Schiff碱Co络合物CoL组成催化体系,以氧气为氧化剂,噻吩的正辛烷溶液为模拟油,考察该脱硫体系脱除模拟油中噻吩硫的性能。结果表明,最佳脱硫条件为：模拟油25mL;IL-FeCl3/BmimCl摩尔比为1,8mL;O250mL/min;反应温度62℃;CoL0.13g;时间6h,最终脱硫率可达96%（质量分数）,脱硫后油品中噻吩含量最终可降到50μg/g以下。噻吩的氧化产物为SO42-离子。离子液体再生4次后脱硫性能开始下降。该脱硫体系对实际柴油中的噻吩硫催化氧化脱硫效果可达100%,该脱硫体系具有实际应用意义。     

Kinetics of desulfurization of hydrogen sulfide using metallic copper as a desulfurizer

The kinetics of desulfurization of hydrogen sulfide, using metallic copper as desulfurizer, have been investigated over a range of temperatures and pressures of hydrogen sulfide. Our results indicate that there are two stages of reaction; activation energies for the first and second stages are 63 kJ/mol and 38 kJ/mol, respectively. Possible reaction mechanisms in which the initial rate is controlled by interface reaction and the later stage is controlled by diffusion through or in the Cu₂S layer are consistent with the experimental data.     

三元铁基离子液体-乙醇-水体系的湿法烟气脱硫性能研究(英文)

Fe-based ionic liquid(Fe-IL) was synthesized by mixing FeCl3?6H2O and 1-butyl-3-methylimidazolium chloride [Bmim]Cl in this paper.The phase diagram of a ternary Fe-IL,ethanol and water system was investigated to construct a ternary desulfurization solution for wet flue gas desulfurization.The effects of flow rate and concen-tration of SO2,reaction temperature,pH and Fe-IL fraction in aqueous desulfurization solution on the desulfuriza-tion efficiency were investigated.The results shows that the best composition of ternary desulfurization solution of Fe-IL,ethanol and water is 1︰1.5︰3 by volume ratio,and pH should be controlled at 2.0.Under such conditions,a desulfurization rate greater than 90% could be obtained.The product of sulfuric acid had inhibition effect on the wet desulfurization process.With applying this new ternary desulfurization solution,not only the catalyst Fe-IL can be recycled and reused,but also the product sulfuric acid can be separated directly from the ternary desulfurization system.     

超重力湿式氧化法脱除焦炉煤气中硫化氢

以H2S、CO2和空气模拟焦炉煤气,以超重机为脱硫设备,采用湿式氧化法脱除焦炉煤气中的H2S,研究了超重力因子、液气比、气液接触时间、原料气中H2S含量等工艺参数对脱硫率的影响规律,结果表明：脱硫效率随着超重力因子、液气比、气液接触时间和原料气中H2S浓度的增大而增大。确定了适宜的工艺参数,在气液接触时间为0.15 s的条件下,获得了98%以上的脱硫效率,CO2的脱除率稳定在1.0%左右,超重力法脱硫技术实现了高效、快速脱硫。在生产现场建成了处理气量为10000 m3/h的工程化超重力湿式氧化法脱硫装置,运行结果显示：超重力湿式氧化法脱除焦炉煤气中H2S技术具有脱硫效率高、气液接触时间短、操作弹性大、设备体积小等优点,H2S脱除率可稳定在90%以上,应用前景广阔。     

室温离子液体[bmim]BeS的萃取脱硫性能

选择水溶性的离子液体[bmim]BeS作萃取剂,对模拟油品中的4种含硫有机物噻吩、2-甲基噻吩、苯并噻吩、二苯并噻吩进行了萃取,确定了适宜的萃取操作条件。实验结果表明,[bmin]BeS对含硫化合物的萃取平衡时间只需3 min;适宜的操作温度为40～50℃。在室温下以溶剂比为1∶1对模拟体系进行4级错流萃取,脱硫率可以达到60%～90%。     

Extractive desulfurization of model fuels with a nitrogen-containing heterocyclic ionic liquid

A nitrogen-containing ionic liquid was synthesized using an aromatic nitrogen-containing heterocyclic and an amino acid, and applied to the extractive desulfurization process to remove benzothiophene, dibenzothiophene, and 4,6-dimethyldibenzothiphene from a model fuel oil. Chemical characterizations and simulation using Gaussian 09 software confirmed the rationality of an ionic liquid structure. Classification of non-covalent interactions between the ionic liquid and the three sulfur-containing contaminants was studied by reduced density gradient analysis. The viscosity of the ionic liquid was adjusted by addition of polyethylene glycol. Under extraction conditions of the volume of ionic liquid to oil as 1:1 and temperature as room temperature, the desulfurization selectivity of ionic liquid followed the order of 4,6-dimethyldibenzothiphene (15 min) < benzothiophene (15 min) ≈ dibenzothiophene (10 min). Addition of p-xylene and cyclohexene to the fuel oil had little effect. The extractant remained stable and effective after multiple regeneration cycles.     

湿式氧化法脱硫的技术进展

介绍了湿式氧化脱硫工艺的现状及新进展 ,重点评述该法在国内的应用情况和存在问题。目前采用 2种或 2种以上催化剂的组合作为复合催化剂达到提高净化度、脱硫效率以及解决硫堵等问题的方法备受关注。指出工业应用较多的方法仍是蒽醌二磺酸钠法、栲胶法及双核酞菁钴磺酸盐法 ,配合铁法将成为较有发展前景的新方法之一。