一种二苯并噻吩的萃取方法与流程

文档序号:11733587阅读:599来源:国知局
本发明涉及一种二苯并噻吩的萃取方法,属于萃取分离领域。

背景技术:
油类中的硫化物多种多样,它们普遍对人类和生态系统有很多负面影响。这些硫化物可进一步引起酸雨,从而影响我们所生存的环境。随着石油资源的减少,越来越多的国家及地区关注到这一问题,从而出台相关行业标准和规范。燃油中硫化物的脱除受到越来越多的人的关注。传统工业的方法加氢脱硫(HDS)可以有效去除脂肪族硫化物,然而,多环芳香硫化合物苯并噻吩(BT),二苯并噻吩(DBT)及其烷基衍生品由于很难被这种技术除去[1-3]。所以采用更加节能,有效、简便的的方法脱除燃油中的芳香硫化物很有必要。萃取、氧化或氧化萃取方法脱除芳香硫化物是行之有效的。萃取脱硫方法最为简便快捷,其中选取简单易得,容易处理的萃取剂至关重要。近年来,离子液体作为新型绿色有机溶剂,以其优良的特性,吸引了众多科研工作者广为研究。然而,随着研究的深入,对于离子液体合成较为繁琐,成本较高且合成离子液体的原料污染较大,人们急需更加绿色的溶剂,深共融溶剂以其性质接近离子液体,称之为类离子液体,其种类繁多且合成简便,原料天然易得,可降解等特性逐渐被大家接受。最初的深共融溶剂由氯化胆碱与尿素合成,随后有许多季铵盐类深共融溶剂合成出来。在进十年深共融溶剂的家族迅速扩张。人们普遍认为深共融溶剂由氢键作用相结合,一般由俩部分组成,氢受体HBA和氢给体HBD[4]。目前,主要由氯化胆碱和季铵盐作为氢受体,氢供体一般为有机酸或盐类化合物。深共融溶剂对于脱除油类中的芳烃及硫化物深共融溶剂萃取芳烃有较大的潜力[5]。随着深共融溶剂研究的增加,越来越多的实验组对深共融溶剂脱硫也展开了研究。唐小东等人报道了由氮甲基吡啶与三氯化铝合成的深共融溶剂萃取苯并噻吩,萃取率高,对未处理的原油具有明显效果[6]。ZaharaddeenS等人SnCl2·2H2O:[CH3(CH2)3]4PBr对二苯并噻吩和噻吩的萃取率可达到87%和70%[7],此外,他们还研究了无水FeCl3-ZnCl2类深共融溶剂对噻吩和二苯并噻吩的溶解度,结果显示加入金属氯化物的深共融溶剂对二苯并噻吩的萃取很高[8]。他们还使用四丁基溴化膦与三氯化铁合成的深共融溶剂进行萃取脱硫实验,对二苯并噻吩和噻吩的萃取率分别达到64%和44%[9]。总的说来,金属氯化物作为配位化合物有助于芳烃硫化物的萃取。同时,深共融溶剂原料易得,合成方法简便,对萃取脱硫效果很好,操作简便,工业化前景极佳。参考文献:[1]M.Chamack,A.R.Mahjoub,H.Aghayan,Cesiumsaltsoftungsten-substitutedmolybdophosphoricacidimmobilizedontoplateletmesoporoussilica:efficientcatalystsforoxidativedesulfurizationofdibenzothiophene.[J].ChemicalEngineeringandProcessing.255(2014)686–694.[2]J.Gao,W.Ma,L.Yuan,etal,CatalyticoxidativedesulfurizationmechanisminLewis-complexacid,Appl.Catal.A467(2013)187–195.[3]C.Shen,Y.J.Wang,J.H.Xu,etal,SynthesisofTS-1onporousglassbeadsforcatalyticoxidativedesulfurization.[J].ChemicalEngineeringandProcessing.259(2015)552–561.[4]EmmaL.Smith,AndrewP.Abbott,KarlS.Ryder.DeepEutecticSolvents(DESs)andTheirApplications.[J].Chem.Rev.2014,114,11060-11082.[5]Hanee.Hizaddin,MulyonoSarwono,MohdAliHashim,etal.Couplingthecapabilitiesofdifferentcomplexingagentsintodeepeutecticsolventstoenhancetheseparationofaromaticsfromaliphatics.[J].Chem.Thermodynamics84(2015)67–75.[6]Xiao-dongTang,Yong-fenZhang,Jing-jingLi,etal.DeepExtractiveDesulfurizationwithAreniumIonDeepEutecticSolvents.[J].Ind.Eng.Chem.Res.2015,54,4625-4632[7]ZaharaddeenS.Gano,FarouqS.Mjalli,TalalAl-Wahaibi,etal.TheNovelApplicationofHydratedMetalHalide(SnCl2.2H2O)–BasedDeepEutecticSolventfortheExtractiveDesulfurizationofLiquidFuels.[J].InternationalJournalofChemicalEngineeringandApplications.367-371[8]Z.S.Gano,F.S.Mjalli,T.Al-Wahaibi,etal.SolubilityofthiopheneanddibenzothiopheneinanhydrousFeCl3-andZnCl2-baseddeepeutecticsolvents.[J]Ind.Eng.Chem.Res.53(2014)6815–6823.[9]Zaharaddeen.Gano,FarouqS.Mjalli,TalalAl-Wahaibi,etal.ExtractivedesulfurizationofliquidfuelwithFeCl3-baseddeepeutecticsolvents:Experimentaldesignandoptimizationbycentral-compositedesign.[J]ChemicalEngineeringandProcessing93(2015)10–20.

技术实现要素:
本发明的目的是提供一种以四正丁基氯化铵、聚乙二醇、金属氯化物组成的深共融溶剂萃取二苯并噻吩的方法。一种二苯并噻吩的萃取方法,包括:使萃取剂与混合物接触,其中,所述萃取剂为由四正丁基氯化铵、聚乙二醇、金属氯化物按摩尔比4:1:0.05组成的深共融溶剂;所述混合物由二苯并噻吩和正辛烷组成,其中所述金属氯化物为FeCl3或ZnCl2。本发明所述深共融溶剂(Deepeutecticsolvent)由四正丁基氯化铵、聚乙二醇、金属氯化物按摩尔比4:1:0.05组成的深共融溶剂,并优选按下述方法制得:将四正丁基氯化铵、聚乙二醇、金属氯化物按摩尔比4:1:0.05混合,加热至60~100℃,搅拌4h,即得。上述技术方案中,由二苯并噻吩和正辛烷组成的混合物为二苯并噻吩的正辛烷溶液,其中,优选二苯并噻吩的浓度为400~2000ppm。本发明优选所述萃取剂与混合物的质量比为0.5:1~4:1。本发明所述萃取方法中所有技术方案均优选所述萃取方法为:使萃取剂与混合物混合,于20℃~60℃下搅拌5~60min,搅拌速率为200~1000rpm。本发明所述萃取方法进一步优选下述技术方案:将由四正丁基氯化铵、聚乙二醇、金属氯化物按摩尔比4:1:0.05组成的深共融溶剂与混合物按质量比0.5:1~4:1混合,于20℃~60℃下搅拌5~60min,搅拌速度为200~1000rpm,静置分层本发明所达到的有益效果为:本发明所提供的萃取方法二苯并噻吩选择性强,萃取剂廉价易得,操作条件温和、环境友好。具体实施方式下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明,但不以任何方式限制本发明。实施例1~12中所用深共融溶剂(Deepeutecticsolvent)由四正丁基氯化铵、聚乙二醇、金属氯化物按摩尔比4:1:0.05组成,按下述方法制得:在圆底烧瓶中按摩尔比4:1:0.05依次加入四正丁基氯化铵、聚乙二醇、金属氯化物,在油浴中搅拌加热至60℃,60℃下搅拌4h,即得。实施例1称取四正丁基氯化铵与聚乙二醇及无水三氯化铁(摩尔比4:1:0.05)组成的深共融溶剂0.5413g,浓度为1600ppm的二苯并噻吩的正辛烷溶液0.5411g,在25℃下搅拌10min,搅拌速率为800rpm,静置分层后,用气相色谱法检测正辛烷层中的二苯并噻吩浓度,计算得到二苯并噻吩的萃取率为89.04%。实施例2称取四正丁基氯化铵与聚乙二醇及无水三氯化铁(摩尔比4:1:0.05)组成的深共融溶剂0.5791g,浓度为1600ppm的苯并噻吩正辛烷溶液0.5790g,在25℃下搅拌15min,搅拌速率为800rpm,静置分层后,用气相色谱法检测正辛烷层中的二苯并噻吩浓度,计算得到二苯并噻吩的萃取率为89.95%。实施例3称取四正丁基氯化铵与聚乙二醇及无水三氯化铁(摩尔比4:1:0.05)组成的深共融溶剂0.6603g,浓度为1600ppm的二苯并噻吩的正辛烷溶液0.6612g,在25℃下搅拌30min,搅拌速率为800rpm,静置分层后,用气相色谱法检测正辛烷层中的二苯并噻吩浓度,计算得到二苯并噻吩的萃取率为88.95%。实施例4称取四正丁基氯化铵与聚乙二醇及无水三氯化铁(摩尔比4:1:0.05)组成的深共融溶剂0.6076g,浓度为1600ppm的二苯并噻吩的正辛烷溶液0.6080g,在20℃下搅拌30min,搅拌速率为800rpm,静置分层后,用气相色谱法检测正辛烷层中的二苯并噻吩浓度,计算得到二苯并噻吩的萃取率为89.74%。实施例5称取四正丁基氯化铵与聚乙二醇及无水三氯化铁(摩尔比4:1:0.05)组成的深共融溶剂0.5880g,浓度为1600ppm的二苯并噻吩的正辛烷溶液0.5892g,在40℃下搅拌30min,搅拌速率为800rpm,静置分层后,用气相色谱法检测正辛烷层中的二苯并噻吩浓度,计算得到二苯并噻吩的萃取率为86.81%。实施例6称取四正丁基氯化铵与聚乙二醇及无水三氯化铁(摩尔比4:1:0.05)组成的深共融溶剂0.6672g,浓度为1600ppm的二苯并噻吩的正辛烷溶液0.6676g,在50℃下搅拌30min,搅拌速率为800rpm,静置分层后,用气相色谱法检测正辛烷层中的二苯并噻吩浓度,计算得到二苯并噻吩的萃取率为85.65%。实施例7称取四正丁基氯化铵与聚乙二醇及无水氯化锌(摩尔比4:1:0.05)组成的深共融溶剂0.6350g,浓度为400ppm的二苯并噻吩的正辛烷溶液0.6359g,在25℃下搅拌15min,搅拌速率为800rpm,静置分层后,用气相色谱法检测正辛烷层中的二苯并噻吩浓度,计算得到二苯并噻吩的萃取率为100%。实施例8称取四正丁基氯化铵与聚乙二醇及无水氯化锌(摩尔比4:1:0.05)组成的深共融溶剂0.6970g,浓度为800ppm的二苯并噻吩的正辛烷溶液0.6969g,在25℃下搅拌30min,搅拌速率为800rpm,静置分层后,用气相色谱法检测正辛烷层中的二苯并噻吩浓度,计算得到二苯并噻吩的萃取率为90.82%。实施例9称取四正丁基氯化铵与聚乙二醇及无水氯化锌(摩尔比4:1:0.05)组成的深共融溶剂0.6677g,浓度为1600ppm的二苯并噻吩的正辛烷溶液0.6681g,在25℃下搅拌10min,搅拌速率为2000rpm,静置分层后,用气相色谱法检测正辛烷层中的二苯并噻吩浓度,计算得到二苯并噻吩的萃取率为88.17%实施例10称取四正丁基氯化铵与聚乙二醇及无水氯化锌(摩尔比4:1:0.05)组成的深共融溶剂1.3528g,浓度为1600ppm的二苯并噻吩的正辛烷溶液0.6764g,在25℃下搅拌30min,搅拌速率为800rpm,静置分层后,用气相色谱法检测正辛烷层中的二苯并噻吩浓度,计算得到二苯并噻吩的萃取率为95.24%。实施例11称取四正丁基氯化铵与聚乙二醇及无水氯化锌(摩尔比4:1:0.05)组成的深共融溶剂2.1631g,浓度为1600ppm的二苯并噻吩的正辛烷溶液0.7210g,在25℃下搅拌30min,搅拌速率为400rpm,静置分层后,用气相色谱法检测正辛烷层中的二苯并噻吩浓度,计算得到二苯并噻吩的萃取率为97.62%。实施例12称取四正丁基氯化铵与聚乙二醇及无水氯化锌(摩尔比4:1:0.05)组成的深共融溶剂3.4390g,浓度为1600ppm的二苯并噻吩的正辛烷溶液0.6891g,在25℃下搅拌30min,搅拌速率为800rpm,静置分层后,用气相色谱法检测正辛烷层中的二苯并噻吩浓度,计算得到二苯并噻吩的萃取率为100%。
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