催化裂化液化气深度脱硫工艺研究

发布时间：2017-04-19 19:09

  本文关键词：催化裂化液化气深度脱硫工艺研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着国内原油越来越重,FCC液化气(LPG)中硫含量也越来越高。FCC液化气中硫化物主要有硫化氢、硫醇、羰基硫及二硫化物等,经脱硫化氢工艺后液化气仍然含有几十μg/g的硫化物,不能达到生产要求。本论文拟通过羰基硫水解过程将脱硫化氢工艺后残留的硫化氢和羰基硫脱除,硫醇氧化的方法将小分子硫醇转化成大分子二硫化物,此时液化气中硫化物主要是高沸点硫醚和二硫化物,最后经过精馏切割方式,塔顶得到含较少硫含量的轻质组分C3和轻C4,塔底得到重C4、C5和硫化物,从而达到液化气深度脱硫的效果。本文拟考察硫醇氧化过程中活化剂、羰基硫水解催化剂,通过Aspen软件模拟硫醇氧化、COS水解后液化气精馏过程,考察塔顶产品中的硫含量。硫醇的氧化转化过程,以磺化酞菁钴为硫醇氧化催化剂,考察反应过程中加入活化剂:A、B、C、D和F中的一种或两种,对氧化反应的影响。实验结果表明,活化剂选用D和C的混合物,比例为7:3,温度为30℃,空油体积比为300,空速为4h-1,活化剂浓度为10%,添加量为20μg/g,在该条件下脱硫率可从52.6%提高到99.16%。本文考察了COS水解催化剂载体、活性组分及其助剂对水解活性的影响。实验结果表明焙烧温度对γ-Al_2O_3催化剂有一定的影响,较高的焙烧温度750℃焙烧出的催化剂其活性较好。随着TiO_2含量的增加TiO_2·γ-Al_2O_3催化剂水解活性也不断提高,当TiO_2添加量为14wt%后,活性趋于平稳。TiO_2·γ-Al_2O_3催化剂上负载P作为活性组分,催化剂的碱性增强,COS水解活性明显提高,当P负载量超过10wt%后,催化活性基本不变。通过双金属氧化物(X和Y)助剂对P/TiO_2·γ-Al_2O_3的改性,实验结果表明,当第一组分为X,第二组分为Y,且X负载量为5%、X:Y质量比为5:1时,所得催化剂的活性最佳。优选出的催化剂Y-X-P/TiO_2·γ-Al_2O_3,在最优工艺条件:温度为30℃,醇胺流量为3mL/h,原料中羰基硫浓度为1000mg·m-3下脱硫率为98.5%。使用AspenPlus模拟软件对精馏过程进行模拟优化,结果表明:理论板数N为37块,实际回流比R为1.3(摩尔比),最优进料位置NF为第20块塔板。通过模拟计算得到精馏塔进料出料性质,计算得到各组分在塔顶塔底的回收率,最终得到塔顶产品中硫含量为3.50μg/g。
【关键词】：脱硫 硫醇 羰基硫 水解 模拟
【学位授予单位】：西安石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE64
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 概述8-22
• 1.1 研究背景及意义8-9
• 1.2 液化气中硫的类型及其含量要求9-10
• 1.2.1 液化气中的硫化物9
• 1.2.2 液化气产品硫含量要求9-10
• 1.3 液化石油气脱硫工艺技术的发展现状10-19
• 1.3.1 国外氧化脱硫醇工艺技术发展现状10-12
• 1.3.2 国内氧化脱硫醇工艺技术发展现状12-13
• 1.3.3 其它脱硫醇方法13-14
• 1.3.4 液化气脱羰基硫14-19
• 1.4 化工流程模拟19-20
• 1.4.1 化工流程模拟介绍19
• 1.4.2 化工流程模拟的作用19
• 1.4.3 化工流程模拟的发展19-20
• 1.4.4 Aspen Plus模拟软件简介20
• 1.5 研究目的与内容20-22
• 1.5.1 研究目的20
• 1.5.2 研究内容20-22
• 第二章 石油液化气硫醇氧化过程研究22-31
• 2.1 实验过程22-25
• 2.1.1 实验仪器与试剂22-23
• 2.1.2 反应产物的测定方法23-24
• 2.1.3 催化剂活性评价24-25
• 2.2 催化氧化反应性能的结果与讨论25-30
• 2.2.1 活化剂对反应活性的影响26-28
• 2.2.2 工艺条件对反应活性的影响28-30
• 2.3 小结30-31
• 第三章 石油液化气羰基硫水解脱除过程研究31-51
• 3.1 实验过程31-36
• 3.1.1 实验仪器与试剂31-32
• 3.1.2 催化剂的制备32
• 3.1.3 催化剂的表征32-34
• 3.1.4 催化剂的活性评价34-36
• 3.2 羰基硫水解反应性能的结果与讨论36-49
• 3.2.1 焙烧温度对反应活性的影响36-37
• 3.2.2 催化剂Ti O_2含量对反应活性的影响37-39
• 3.2.3 负载活性组分对反应活性的影响39-42
• 3.2.4 负载助剂对反应活性的影响42-48
• 3.2.5 反应条件对反应活性的影响48-49
• 3.3 本章小结49-51
• 第四章 石油液化气精馏过程模拟与优化51-58
• 4.1 过程模拟的基础数据与条件51-52
• 4.1.1 液化气精馏装置工艺流程简介51
• 4.1.2 原料性质51-52
• 4.1.3 分离要求52
• 4.1.4 热力学方法的选择52
• 4.2 工艺模拟及优化52-55
• 4.2.1 回流比和理论板数的优化53
• 4.2.2 回流比对精馏效果的影响53-54
• 4.2.3 进料位置与塔顶塔底回收率的关系54-55
• 4.3 精馏塔工艺模拟计算结果55-56
• 4.4 本章小结56-58
• 第五章 结论58-59
• 致谢59-60
• 参考文献60-65
• 攻读硕士学位期间发表的论文65-66

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本文编号：316930