降低催化汽油硫含量的技術(shù)應(yīng)用

陳華杰(中海油東方石化有限責(zé)任公司 海南省東方市 572600)

前言：

隨著工業(yè)化程度的加重，燃料在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中起到越來(lái)越重要的作用。隨著人們環(huán)保意識(shí)的提高，人們對(duì)燃料的清潔性要求也逐漸發(fā)生變化。全世界范圍內(nèi)車燃料消耗的石油量已經(jīng)超過(guò)石油消耗總量的50%，清潔燃料已經(jīng)成為推動(dòng)世界煉油技術(shù)發(fā)展的主要?jiǎng)恿1]。據(jù)國(guó)內(nèi)外機(jī)構(gòu)研究顯示，通過(guò)降低汽油內(nèi)硫的含量能夠有效降低汽車尾氣中的污染物數(shù)量。

一、催化汽油的優(yōu)勢(shì)

降低汽車尾氣污染的第一選擇為使用低硫原油，但隨著世界原油質(zhì)量的日趨降低，大多數(shù)煉油廠均采用含硫原油進(jìn)行加工。在汽油的多種組分調(diào)和時(shí)，催化汽油是成品汽油中硫含量的主要組成部分。據(jù)研究顯示，催化汽油中硫的含量占原油中硫含量的10%以上。

影響催化汽油中硫含量的因素包括原油的品質(zhì)、工藝、催化劑和助劑等。通過(guò)研究催化裂化的反應(yīng)機(jī)理能夠發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)溫度及催化劑的性質(zhì)決定了成品汽油中硫的含量。隨著催化反應(yīng)溫度的提高，成品汽油中的硫含量會(huì)有所增加。在通常情況下，全餾分的催化汽油會(huì)被切割為3個(gè)餾分，分別是輕餾分、中餾分和重餾分。其中輕餾分中含有硫化物和輕硫醇，若能夠精確控制切割則能夠保證輕餾分中不含噻吩；中餾分中含有噻吩、輕烷基酚和硫醇；而重餾分中則含有苯并噻吩、烷基苯和硫醇。在輕餾分中所含有的硫化物較容易脫除，而中餾分和重餾分中的硫化物則很難脫除。

二、降低汽油中硫含量的相應(yīng)技術(shù)

1.后處理加氫脫硫

后處理加氫脫硫技術(shù)是指在餾分切割之后采用選擇性加氫處理，一般采用加氫處理的為直餾煤油和催化輕循環(huán)油。在工業(yè)制造過(guò)程中驗(yàn)證的可行技術(shù)有以下幾種，分別為Pnime-G、Scenfinnig和CDHudro技術(shù)等，采用此類技術(shù)進(jìn)行后處理具有投資少、氫耗低、操作成本低等特點(diǎn)。除了以上技術(shù)之外，目前普遍應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)的技術(shù)還包括吸附脫硫技術(shù)等。

（1）Pnime-G技術(shù)

該技術(shù)在Axems公司的應(yīng)用頻率最高，同時(shí)在全世界范圍之內(nèi)該技術(shù)也被廣泛應(yīng)用。Pnime-G技術(shù)所采用的雙催化劑系統(tǒng)能夠滿足催化裂化汽油長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn)的要求；該裝置的加工能力范圍為0.12～4.20 Mt/a，其加工的原料油硫含量?jī)H為100～3000 μ g/g，且具有極低的抗爆值損失[2]。

（2）Scenfinnig技術(shù)

Scenfinnig技術(shù)是由Exonmobli公司開(kāi)發(fā)的一項(xiàng)催化汽油技術(shù)，其原料選擇為含硫低于1000 μg/g的催化汽油。通過(guò)采用該技術(shù)進(jìn)行后處理能夠?qū)⒊善菲偷牧蚝拷档椭粒?0 μg/g，同時(shí)也具有極低的抗爆值損失。

（3）Octagin技術(shù)

Octagin技術(shù)同樣是由Exonmobli公司開(kāi)發(fā)的催化汽油技術(shù)，在該技術(shù)中采用的是簡(jiǎn)單低壓固定床技術(shù)，同樣采用2種催化劑，目前該技術(shù)已經(jīng)發(fā)展至第三代，其全部三代技術(shù)均已經(jīng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。在工業(yè)應(yīng)用中表明，采用該技術(shù)以催化重汽油為原料能夠生產(chǎn)出硫含量低于1μg/g的超低硫汽油。

2.加氫預(yù)處理催化原料油技術(shù)

采用加氫預(yù)處理技術(shù)能夠有效降低催化汽油中硫元素和氮元素的含量，從而極大的降低汽車尾氣中污染物的數(shù)量。使用此類預(yù)處理技術(shù)同時(shí)能夠降低成品油中金屬元素的含量，另外還能夠降低催化劑的損耗，減少殘?zhí)吭诔善酚椭械暮俊２捎么祟惣夹g(shù)所生產(chǎn)的汽油中硫的含量一般低于10 μ g/g，但采用此方法進(jìn)行脫硫?qū)Σ僮饕筝^高，故其工業(yè)應(yīng)用率較低[3]。

3.部分轉(zhuǎn)化加氫裂化技術(shù)

對(duì)催化裂化汽油的原料采用部分轉(zhuǎn)化加氫技術(shù)能夠降低其中的硫含量，一般應(yīng)用于催化裂化汽油的進(jìn)料處理，通過(guò)此方法進(jìn)行進(jìn)料處理的成品油通常不需要進(jìn)行再次處理即可滿足成品油的硫含量。

4.采用催化劑和助劑

在催化劑的研究中，Eneglhrad公司取得極大的進(jìn)展，該公司所開(kāi)發(fā)的沸石催化劑法能夠極大的降低汽油中硫的含量。目前采用催化劑降低催化汽油中硫含量的方法特別多，且具有極廣泛的應(yīng)用。故在全世界范圍內(nèi)均對(duì)催化脫硫的方案十分認(rèn)可。目前在世界范圍內(nèi)應(yīng)用的工業(yè)化催化脫硫方案已經(jīng)有17種。

加拿大的石油公司Oakivlel煉油廠在2000年對(duì)助劑進(jìn)行了改進(jìn)，從而極大的降低了汽油中硫的含量，在助劑的質(zhì)量比達(dá)到10%時(shí)，全餾分汽油的硫含量減少了20%以上。在近些年對(duì)催化汽油助劑的研究又取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。通過(guò)采用新型催化裂化助劑能夠?qū)⑽唇?jīng)處理的催化汽油總硫含量降低約50%。

結(jié)論

綜上所述，我國(guó)的汽油清潔化之路，應(yīng)該在借鑒國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，依靠自己的力量，開(kāi)發(fā)適合我國(guó)煉油廠特點(diǎn)的清潔汽油生產(chǎn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量升級(jí)，縮短與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的差別。由于我國(guó)是個(gè)發(fā)展中國(guó)家，資金的合理利用尤為重要。因此，各個(gè)煉油企業(yè)和研發(fā)機(jī)構(gòu)都應(yīng)注重其連續(xù)性和長(zhǎng)遠(yuǎn)性，不能為了滿足目前或者未來(lái)幾年的清潔汽油標(biāo)準(zhǔn)，而無(wú)視更加長(zhǎng)遠(yuǎn)的目標(biāo)，這樣只會(huì)加重企業(yè)和國(guó)家的負(fù)擔(dān)。

[1]張哲民，石亞華，傅軍.降低催化裂化汽油硫和烯烴含量的技術(shù)途徑[J].石油煉制與化工，2013，07（03）：1028-1032.

[2]吳青，何鳴元.降低催化裂化汽油硫含量的技術(shù)及進(jìn)展[J].煉油技術(shù)與工程，2012，02（04）：1001-1004.

[3]馮文輝，魏曉麗，黃汝奎，等.增強(qiáng)型降低催化裂化汽油硫含量催化劑的工業(yè)應(yīng)用[J].石油煉制與化工，2010，12（06）：1028-1033.