负载分子筛脱硫剂的制备及其性能的研究

发布时间：2019-11-19 05:07

【摘要】：随着人们生活水平的提高,石油的需求量越来越大。然而,近几年炼厂加工的原油质量越来越差,其中重质原油和高含硫原油越来越多,油品中的硫化物会腐蚀加工设备,并且在炼油过程中引起催化剂中毒。因此,在原油进入炼厂加工设备之前进行预脱硫,对于生产设备的保护和环保两方面都具有重要的意义,研究发展前景良好。本论文以沙特中质原油为原料,针对其高硫低粘的特点,采用简易的吸附脱硫方法对其进行预脱硫。本文选择NaY分子筛和13X分子筛为载体,采用离子交换的方法,负载过渡金属Cu~(2+)、Zn~(2+)、Co~(2+)等离子进行改性,考察了吸附脱硫剂的最佳制备条件和适宜脱硫条件,还考察了最佳脱硫剂的再生性能。论文首先以NaY分子筛为载体,负载硝酸铜进行改性,考察了最佳的制备条件和脱硫条件。最佳制备条件为:离子交换浓度0.8mol/L,交换温度90℃。适宜脱硫反应条件为:脱硫时间2h,温度40℃,结果表明,最佳脱硫率为40.05%;同时以13X分子筛为载体,分别负载硝酸锌和硝酸钴进行改性,制备了13X(Zn)和13X(Co)分子筛,其最佳脱硫率分别为41.01%和39.02%。采用交叉负载实验,考察过渡金属与分子筛的匹配关系,结果表明,脱硫效果最好的脱硫剂为13X(Zn),最佳制备条件为:离子交换浓度为0.6mol/L,交换温度45℃,交换次数2次;最佳脱硫条件为:脱硫时间2h,温度40℃。论文还考察了13X(Zn)分子筛的再生性能,分别采用溶剂法和高温焙烧两种方法进行再生。溶剂法再生一次后最高脱硫率为18.56%,高温焙烧法再生一次后的脱硫率可达33.15%。随着再生次数的增加,脱硫率逐渐下降。最后通过XRD、XRF和SEM等测试手段对分子筛进行了表征,同时结合脱硫前后馏分油中硫含量的测定及硫类型的分析,探索了负载型分子筛脱硫剂的脱硫作用机理。
【图文】：

流程图,原油稳定,流程图

物理法脱硫是目前我国油田方面应用最广泛的技术，效果明显，其脱除的主要是化氢，物理法脱硫主要包括气提法和原油稳定法[21]。气提法是向提馏塔和分馏塔中注天然气，这里的天然气是热、冷天然气或者原油蒸气。液体和气体在提馏塔的塔板上流接触，，如果气体基本不含硫或者硫含量非常低，液相中的高浓度硫化氢就会进入气相达到一种气液平衡。研究发现，气提气量、气提塔温度、操作压力都会对脱除效果产影响。只有当气提气中湿气含量极低或者操作压力极低时，脱硫效果才最好[22]。另外一种我们比较熟悉的物理法脱硫是原油稳定法，一般来说，原油稳定是原油物加工的最后一道工序，经过这一道工序后，开采出的原油就成为合格的商品原油。油稳定的目的是为了降低原油蒸汽压，满足原油储存、管输、铁路、公路和水运的安和环保规定。常压下硫化氢的沸点为-60.4℃，所以在气提的过程中会脱除原油中的硫氢，使硫化氢的含量降到很低。因此，原油稳定可以除去对人体有害的气体杂质，原稳定的工艺流程图如图 1-1 所示：

工艺流程图,工艺流程图

2ZnS++5.5O2→Zn3O(SO4)2+SO2式（1-4）C+O2→CO2式（1-5）Ni+0.5O2→NiO 式（1-6）③还原器内发生的主要化学反应如下：NiO+H2→Ni+H2O 式（1-7）Zn3O(SO4)+8H2→2ZnS+ZnO+8H2O 式（1-8）早期开发出的 Z-Sorb 技术（气相脱硫化氢技术）是固定床，S-Zorb 是流化床，S-Zo就是在 Z-Sorb 技术的基础上最新研究开发的一种先进的汽油脱硫工艺技术。主要区是吸附剂活性组分不同，两者的载硫率不同。已工业应用的 S-Zorb 技术将很难脱除含硫化合物在 S-Zorb 工艺中脱除，是一种临氢状态下的流化床吸附脱硫技术，采用和其它金属负载于 ZnO、Al2O3等载体上制备吸附剂，在 1.9~3.4 MPa 的压力下可有降低原油中的硫含量，S-Zorb 技术的工艺流程图如图 1-3 所示：
【学位授予单位】：中国石油大学(华东)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TE624.8

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