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碳氢燃料中的芳烃和硫化物对燃料的质量有很大影响,燃烧过程中释放的有害物质SOx和NOx不仅会影响发动机工作,更会对环境造成污染。因此,控制燃料中的芳烃含量和降低燃料的硫含量是碳氢燃料精制过程的一个重要步骤。液液萃取是降低燃料芳烃和硫含量的一种有效方法。离子液体因其独特的物理化学性质和环保性能,已逐渐成为一种新萃取剂,广泛应用于萃取领域。本文采用新合成的N-烷基哌嗪离子液体对碳氢燃料的脱芳烃和脱硫进行了研究。采用N-烷基哌嗪和有机酸一步法反应制备出了一类新型的离子液体,即N-烷基哌嗪有机酸盐离子液体。用元素分析、红外光谱和核磁共振氢谱等对合成的离子液体进行了表征。测定了离子液体的熔点、热稳定性和溶解性等物理化学性质。离子液体在室温下的高粘度会影响其萃取性能,但可以通过添加有机溶剂解决这个问题。因此,本文对离子液体和醇二元体系的密度、粘度性质进行了测定,为离子液体用于萃取提供了基础数据。采用固体吸附法和离子液体萃取法对碳氢燃料中的芳烃进行了脱除试验。以活性炭、硅胶和分子筛为固体吸附剂,对碳氢燃料进行脱芳烃,结果表明,活性炭的脱芳烃性能要强于硅胶,且经过表面修饰的活性炭拥有更高的吸附性能。以所合成的离子液体为萃取剂,用于碳氢燃料的脱芳烃。研究了离子液体脱芳烃的一些影响因素：萃取温度、油剂比和助溶剂等。结果显示,油剂比和助溶剂是影响离子液体脱芳烃效率的主要因素。同时,离子液体的萃取性能受其阴、阳离子结构的影响,阴离子中含芳环结构或阴离子疏水性强的离子液体具有较强的萃取性能。采用静态法研究了燃料的热氧化安定性,从而考察燃料中芳烃含量的下降对燃料热安定性的影响。燃料的热氧化安定性通过碘量法和紫外光谱来考察,结果显示,芳烃含量的下降有助于提高燃料的热氧化安定性。考察了五种离子液体N-甲基哌嗪乳酸(NMPL), N-乙基哌嗪乳酸盐(NEPL),N-甲基哌嗪四氟硼酸盐(NMPBF),1,1,3,3-四甲基胍乳酸盐(TMGL)和N-乙基哌嗪丙酸盐(NEPP)对燃料中噻吩、苯并噻吩、二苯并噻吩和正丁硫醇等硫化物的脱除能力。采用高效液相色谱和微库仑滴定仪测定燃料中的硫含量。结果显示,所研究的离子液体中NEPP的脱硫效率较高,其次为NEPL和TMGL。对于特定的离子液体,脱除二苯并噻吩的能力要强于脱除苯并噻吩和噻吩。离子液体的多级萃取可以达到较高的脱硫率,同时使用后的离子液体可以回收利用,且功效保持不变。