洗油中吲哚和喹啉的分离基础研究

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随着环境污染的加剧以及化石燃料储量的减少,人们对可持续发展重要性的认识不断深入,工业生产正朝着绿色、清洁、环保的方向发展,探索绿色高效的精细化学品分离工艺也成为人们关注的热点。洗油是煤焦油的馏份之一,吲哚及喹啉作为其中的高附加值组分,从洗油中分离利用具有极高的经济价值。但传统分离方法污染严重,且条件较为苛刻。因此,探索吲哚及喹啉分离的新方法对于洗油的有效利用具有重要意义。洗油组分复杂多样,本文选择模拟洗油进行了萃取实验探究,应用咪唑基离子液体以及吸附剂作为新型萃取剂从洗油中分离吲哚及喹啉,并将离子液体固载在吸附剂上进行分离实验,同时针对模拟洗油组分进行紫外光谱分析,探究了使用紫外分光光度法对组分进行定性定量测定的可行性。本文初步得到的结论如下:(1)研究的离子液体对吲哚萃取实验的最优条件确定为:萃取时间40min,萃取温度60 oC,离子液体与模拟洗油体积为1:5,1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐对吲哚萃取率最高达到96.3%,1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐对吲哚萃取率最高达到97.2%。通过红外数据分析,Materials Studio量化计算以及极性分析了离子液体萃取吲哚的作用机理,分析得知,离子液体对吲哚的高萃取率是氢键作用力与极性作用力共同影响的结果。(2)使用吸附剂硅胶对喹啉萃取率最高达到96.0%,筛选出最佳的萃取条件为:离子液体与模拟洗油质量比是1.5:1,硅胶孔径为20-30?,硅胶粒度对萃取喹啉的影响较小。此外,使用ZSM-5分子筛,在剂油质量比为1.5:1时对喹啉的萃取率最佳,达到88%,而使用人造沸石对模拟洗油萃取时,喹啉并没有明显的选择性。三种吸附剂对喹啉萃取率的比较依次为:硅胶(29)ZSM-5分子筛(29)人造沸石。(3)在优化出的最佳萃取实验条件下,将硅胶、ZSM-5分子筛以及人造沸石与[Bmim][BF4]离子液体进行了固载,制备得到固载化离子液体,对喹啉以及吲哚的选择性不很明显,萃取率也相对减少到40%以下,效果不太理想,达不到单独离子液体[Bmim][BF4]及单独吸附剂对于吲哚及喹啉的萃取率和选择性。(4)使用紫外分光光度计对模拟洗油中各组分进行检测分析,并选择洗油中萘、喹啉、苊三种物质进行混合定量测定实验,测定结果与气相色谱检测结果进行比较,萘的相对标准偏差在7%以下,喹啉及苊的相对标准偏差相对较高。本文提出对煤焦油洗油馏份中吲哚及喹啉新的分离和检测方法,为绿色与高效分离高附加值化学品提供新的研究方向。
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