【hc360慧聪网化工行业频道】:日前,从中科院大连化物所了解到,由该所李灿院士负责的柴油氧化萃取超深度脱硫研究取得重大突破,目前已申请了两项中国发明专利。该成果被英国皇家化学会《Green Chemistry》杂志称为2004年国际绿色化学研究的亮点。
据介绍,该项成果通过把一种高效双亲性催化剂组装在油水界面上,可在温和的条件下用过氧化氢将柴油中的含硫分子选择性氧化成砜,再用合适的萃取剂将砜萃取,从而可以把柴油硫含量由约5×10-4降至1×10-5以下。在优化条件下,可将柴油硫含量降至1×10-7以下,柴油收率大于98%。
柴油中的含硫分子燃烧后产生的硫氧化物直接导致酸雨,也是城市氮氧化物和颗粒物排放的主要来源。为减少柴油中硫对环境的危害,世界各国相继颁布了严格的柴油含硫标准,加之市场对超低硫柴油的巨大需求,使得各种柴油脱硫技术的开发成为一大热点。
传统的加氢脱硫可将柴油中的硫含量降至5×10-4~2×10-4左右,剩下的主要是二苯并噻吩及其衍生物。在这些硫化物中,以4、6位有烷基取代基的二苯并噻吩最难脱除。要将这些硫化物脱至超低硫含量的水平,必须提高加氢脱硫的操作温度和压力,这势必带来诸多问题,如成本增加、催化剂使用寿命缩短、油品质量降低等。
在非加氢脱硫技术中,氧化萃取脱硫被认为是一项非常有前景的脱硫技术。该技术的关键是开发一种对柴油中硫化物具有高活性和选择性的催化氧化体系。目前,国内外已研究了许多氧化体系,但在反应中需消耗大量的过氧化氢,不仅不利于降低操作成本,而且由于引入大量其它组分,反而增加了分离和萃取困难。
为解决这一技术难题,李灿院士领导的科研人员设计并合成了一种杂多酸季铵盐催化剂。该催化剂具有非常高的活性和选择性,可以在温和的反应条件下将4,6-二甲基二苯并噻吩氧化成相应的砜。由催化反应产生的砜可以通过萃取、吸附法除去,催化剂可以通过破乳分离得到再生。