聚乙烯亞胺萃取脫除模型燃油中氮化物的研究

朱 爽，朱海艷，全葦舟，姜興茂，高家俊

綠色化工過程省部共建教育部重點實驗室（武漢工程大學），新型反應器與綠色化學工藝湖北省重點實驗室（武漢工程大學），武漢工程大學化工與制藥學院，湖北 武漢 430205

燃油脫氮是石油化工、煤化工領域的一大熱點。對于燃油中氮化物而言，其可分為非堿性氮和堿性氮。非堿性氮化物包括咔唑、吲哚、吡咯等，由于-NH 基團的存在，其顯示出Br?nsted 酸性。堿性氮化物包括吖啶、喹啉、吡啶，其上N 原子含σ孤對電子，因此具有較強的Lewis 堿性［1-2］。氮化物的存在不僅影響油品的顏色、抗氧化安定性等性能，而且在燃油燃燒后生成的NOx排放到空氣中是形成酸雨和霧霾的重要因素之一［3］。

目前，工業上最為成熟的燃油脫氮技術是催化加氫技術。然而，催化加氫反應條件十分苛刻，高溫（290～350 ℃）和高壓（3～5 MPa）不可避免［4-5］。與催化加氫脫氮技術對比，萃取脫氮工藝由于其溫和的操作條件而受到廣泛關注［6］。更重要的，盡管燃油中的氮化物含量不高，卻有很高的價值，其在醫藥、染料和光電材料等領域有諸多應用［7-8］。與加氫相比，萃取工藝可避免高附加值的有機氮被轉化為低價值的芳烴和胺。對萃取脫氮而言，其主要依靠氫鍵作用，即Br?nsted 酸與Lewis 堿的作用［9-10］。一些環境友好的萃取劑被廣泛研究［11-12］，如離子液體。Li 等［13］采用酸性的［Hnmp］H2PO4對模型油中喹啉的N-脫除率可達98.64%，Asumana等［14］采用Lewis 堿性的［Bmim］［N（CN2）］對咔唑的N-脫除率可達100%。盡管離子液體在脫氮領域取得了一定進展，但合成過程復雜，成本高昂，且難以同時脫除堿性氮和非堿性氮，這些缺陷使其工業應用受阻。……