本發明專利技術公開了一種低共熔溶劑萃取脫除油品中含氮化合物的方法，包括如下步驟：(1)以油品為原料液，以低共熔溶劑為萃取劑，在萃取設備中進行單級萃取或多級萃取，得萃余油和富集含氮化合物的萃取液；(2)將步驟(1)中的萃余油經水洗、干燥，得到脫氮油；(3)將步驟(1)中的萃取液經弱極性溶劑反萃取除去其中的含氮化合物，再經蒸發后得到再生的低共熔溶劑。本發明專利技術以液-液兩相體系為基礎，采用低共熔溶劑為萃取劑，經過單級萃取或多級萃取，脫除油品中的含氮化合物，操作過程簡單，脫氮率高、油品收率高。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及油品中含氮化合物的脫除方法，屬于化學工程
，具體涉及一 種低共熔溶劑萃取脫除油品中含氮化合物的方法。
技術介紹
石油煉制得到的石腦油、汽油、煤油、柴油、潤滑油、蠟油等產品（統稱為油品）中 含有一定濃度的含氮化合物，包括堿性氮化合物和非堿性氮化合物。堿性氮化合物主要有 吡啶、喹啉、氮雜蒽、氮雜菲等及其同系物，非堿性氮化合物主要有吡咯、咔唑、吲哚等及其 同系物。這些含氮化合物的存在對油品的色度、抗氧化安定性和使用性能都有不利影響，并 且容易導致催化裂化、加氫裂化、加氫精制等油品加工過程中貴金屬催化劑的失活。此外， 含氮化合物在燃燒過程中可以形成氮氧化物NOx，是導致大氣污染和酸雨形成的主要原因 之一。因此，脫除油品中的含氮化合物十分重要。 目前脫除油品中含氮化合物的方法主要有加氫脫氮、吸附脫氮、酸萃取脫氮、有機 溶劑萃取脫氮、絡合萃取脫氮、離子液體萃取脫氮等方法。其中加氫脫氮技術具有操作方 便、油品收率高等優點，目前開發較多，但該方法的脫氮率通常較低，采用一般加氫催化劑 脫氮率只有10 %~25 %，采用特種加氫精制催化劑脫氮率也只能達到70 %~75 %，而且需 要消耗大量的氫源，設備投資大，運行費用高。 中國專利CN200910082846. 3采用固定床吸附工藝脫除加氫裂化尾油中的含氮 化合物和含硫化合物，所采用的脫氮吸附劑的組成為：硫酸酸性劑3~20%，硫酸鐵絡合 劑2~20 %，氧化鋁載體粉末60~95 %，水5~20 %。精制后加氫尾油的氮含量小于 2yg?g'滿足后續油品加工工藝的要求。吸附法脫氮的脫氮效率較高，但存在處理量小、 吸附劑用量大、自動化程度低、產生固廢較多等不足。 美國專利US4790930采用質量分數為20~95%的羧酸水溶液從減壓蠟油和焦化 柴油中萃取含氮雜環化合物，脫氮率為26~63%。US4960508采用濃羧酸、稀羧酸兩步法 從油品中萃取含氮雜環化合物，萃余油的收率高于一步萃取法，但脫氮率較低。俄羅斯專利 RU2257398采用硫酸-醋酸-水混合物萃取脫除油品中的含氮化合物。總體上，酸萃取方法 對堿性氮化合物的脫除效果較好，但通常存在對非堿性氮化合物脫除率低、油品收率偏低、 腐蝕設備、環境污染大、產生的酸渣難于處理等問題。 中國專利CN92113955. 1采用一種低碳醇與水或一種低碳醇與稀堿水溶液組成的 萃取劑萃取脫除液體石油產品中的總氮、堿性氮、硫醇硫及低分子有機酸，總氮和堿性氮的 脫除率均可達50- 80 %。美國專利US5494572采用吡咯烷酮等含氮雜環類溶劑、酰胺類溶 劑、或者吡啶鹽與水或液態低碳醇的混合物等有機溶劑作為萃取劑脫除輕質油中的含氮化 合物和含硫化合物，發現隨著萃取劑用量的增加，脫氮率逐漸增加至90%以上，但油品收率 逐漸降低至61%以下。由于有機溶劑與油品存在一定的互溶度，有機溶劑萃取脫氮技術普 遍存在油品收率低、脫氮后的油品易被有機溶劑二次污染等問題，對堿性氮的脫除效果也 不夠理想。 美國專利US4113607采用氯化鐵的糠醛溶液萃取脫除油品中的含氮化合物，利用 氯化鐵與含氮化合物的絡合反應增強對含氮化合物的分離選擇性，脫氮率可達99%。絡合 萃取法對堿性氮的脫除率普遍較高，但絡合產物難免部分溶于油品中，易使油品顏色加深， 而且油品中的烴類成分能夠溶解在絡合萃取所使用的有機溶劑中，降低了精制油的收率。 美國專利US2010270211采用由至少一種離子液體和至少一種金屬鹽組成的混合 溶劑萃取脫除石油產品中的硫化物和氮化物。中國專利CN200880116144. 6采用酸性離子 液體1-丁基-3-甲基咪挫硫酸氫鹽（HS04)、1-丁基-3-甲基咪挫硫酸甲醋（ CH3S04)或1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯（C2H5S04)為介質萃取脫除柴油中的氮化 物。與傳統的有機溶劑相比，離子液體具有幾乎不揮發、結構和性質容易調節等特點，有助 于降低脫氮過程的環境污染并獲得較高的脫氮效率，但離子液體的制備成本較高，限制了 離子液體萃取脫氮技術的規模化應用。
技術實現思路
本專利技術提供了，以液-液兩相 體系為基礎，采用低共熔溶劑為萃取劑，經過單級萃取或多級萃取，脫除油品中的含氮化合 物，操作過程簡單，脫氮率高、油品收率高。 ，包括如下步驟： (1)以油品為原料液，以低共熔溶劑為萃取劑，在萃取設備中進行單級萃取或多級 萃取，得萃余油和富集含氮化合物的萃取液； (2)將步驟⑴中的萃余油經水洗、干燥，得到脫氮油； (3)將步驟（1)中的萃取液經弱極性溶劑反萃取除去其中的含氮化合物，再經蒸 發后得到再生的低共熔溶劑。 萃取脫氮具有操作方便、裝置簡單、易于工業化連續生產等優點，其關鍵問題在于 萃取劑的設計。用選定的萃取劑脫除油品中的含氮化合物時，萃取劑必須對含氮化合物具 有良好的溶解能力，并與油品不互溶。而且萃取劑應當具有良好的生物可降解性以及較為 低廉的制備成本。 低共熔溶劑是由兩種或兩種以上固體物質按一定比例混合之后形成的液態物質， 是一類新型溶劑。低共熔溶劑具有幾乎不揮發、極性強的特點，因此，與傳統有機溶劑相比， 低共熔溶劑作為萃取劑不僅可以降低傳統溶劑的揮發性污染，而且可以顯著降低油品在萃 取劑中的溶解度，提高脫氮油的收率，并減少萃取劑對油品的二次污染。同時，低共熔溶劑 具有較強的氫鍵作用能力，因此對于堿性氮化合物和非堿性氮化合物都具有較好的溶解能 力，從而獲得較高的脫氮效率。低共熔溶劑通常由氯化膽堿或甜菜堿與2-羥基-1，2, 3-丙 烷三羧酸（別名"檸檬酸"）、2_羥基丁二酸（別名"蘋果酸"）、2, 3-二羥基丁二酸（別名 "酒石酸"）、單糖、尿素等生物相容性很好的固體物質簡單混合而制備得到，因此與離子液 體相比，低共熔溶劑具有制備工藝簡單、制備原料易得、成本低、可降解性好等優點，從而在 獲得較高的脫氮效率和油品收率的同時，提高油品脫氮過程的技術經濟性和環境友好性。 本專利技術中優選地，所述低共熔溶劑由氫鍵受體化合物A與氫鍵供體化合物B組 成； 所述氫鍵受體化合物A為氯化膽堿、甜菜堿和氨基酸中的至少一種。所述氫鍵供 體化合物B為碳原子數為2~6的脂肪族二元羧酸、碳原子數為6的脂肪族三元羧酸、碳原 子數為7~9的芳香族一元羧酸、具有羥基取代基的碳原子數為3~6的脂肪族二元羧酸、 具有羥基取代基的碳原子數為6的脂肪族三元羧酸、具有羥基取代基的碳原子數為7~9 的芳香族一元羧酸、碳原子數為5~6的單糖、碳原子數為5~6的糖醇、尿素、1-甲基尿素 和乙酰丙酸中的至少一種。 所述氫鍵受體化合物A、氫鍵供體化合物B的熔點都高于25°C;所述低共熔溶劑的 凝固點低于60°C。 本專利技術低共熔溶劑的制備方法如下： 按所述比例將氫鍵受體化合物A和氫鍵供體化合物B混合并在80~120°C溫度下 加熱攪拌直至成均一的無色液體。 進一步優選地，所述氫鍵供體化合物B為乙二酸、苯丙酸、木糖、2, 3-二羥基丁二 酸、尿素、a_羥基苯乙酸、苯甲酸、2-羥基-1，2, 3-丙烷三羧酸、D-山梨糖醇、乙酰丙酸、 2-羥基丁二酸、木糖和2-羥基丁二酸混合物。 更進一步優選，所述低共熔溶劑為以下組合中的一種： 氯化膽堿/乙二酸、氯化膽堿/苯丙酸、氯化膽堿/本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種低共熔溶劑萃取脫除油品中含氮化合物的方法，其特征在于，包括如下步驟：(1)以油品為原料液，以低共熔溶劑為萃取劑，在萃取設備中進行單級萃取或多級萃取，得萃余油和富集含氮化合物的萃取液；(2)將步驟(1)中的萃余油經水洗、干燥，得到脫氮油；(3)將步驟(1)中的萃取液經弱極性溶劑反萃取除去其中的含氮化合物，再經蒸發后得到再生的低共熔溶劑；所述低共熔溶劑由氫鍵受體化合物A與氫鍵供體化合物B組成；所述氫鍵受體化合物A為氯化膽堿、甜菜堿和氨基酸中的至少一種；所述氫鍵供體化合物B為碳原子數為2～6的脂肪族二元羧酸、碳原子數為6的脂肪族三元羧酸、碳原子數為7～9的芳香族一元羧酸、具有羥基取代基的碳原子數為3～6的脂肪族二元羧酸、具有羥基取代基的碳原子數為6的脂肪族三元羧酸、具有羥基取代基的碳原子數為7～9的芳香族一元羧酸、碳原子數為5～6的單糖、碳原子數為5～6的糖醇、尿素、1?甲基尿素和乙酰丙酸中的至少一種。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：楊啟煒，M·C·阿里，張治國，鮑宗必，蘇寶根，邢華斌，任其龍，
申請(專利權)人：浙江大學，
類型：發明
國別省市：浙江;33
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