催化轻汽油深度吸附脱硫催化剂与工艺研究

发布时间：2020-10-27 05:44

　　 全馏分催化裂化汽油选择加氢脱硫的方法主要是把汽油切割成轻重两种组分,重组分采用加氢脱硫的方法,轻组分进行醚化降烯烃,然后二者进行调和。FCC轻汽油通过醚化降烯烃不仅可以降低轻汽油中的烯烃含量,而且还能够提高轻汽油中的辛烷值。为了提高轻汽油中醚类的含量,需要富集较多的C_5叔碳烯烃,将轻汽油的切割温度提高到70℃,同时也会造成轻汽油中硫含量达到30μg/g或更高,硫含量的提高将会导致调和后的汽油达不到国V的标准。因此本课题以中国石油大学(北京)与中石油兰州化工研究中心合作为背景,在实验室前期研究的基础上,对适用于轻汽油的深度脱硫吸附剂进行开发研究,并对吸附剂的工艺条件进行考察。通过对汽油吸附脱硫领域的专利申请进行调研分析可以看出,汽油吸附脱硫技术近几年正处于一个成熟期,专利申请的机构主要为石油行业的龙头企业以及具有石油特色的高校,申请方向主要是吸附剂的制备、脱硫技术研究、催化裂化汽油脱硫等领域,各机构针对轻汽油脱硫技术的研究特别少,属于汽油吸附脱硫研究的空白点。首先采用混捏法制备了不同的ZnO基载体,然后采用等体积浸渍法负载不同的活性组分,并以山东京博石油化工公司的轻汽油为原料,在固定床反应器上考察了制备条件对吸附剂性能的影响。结果表明,以ZnO-TiO_2为载体,负载6%的活性组分Ni,在550℃的条件下焙烧3 h制备出来的吸附剂压碎强度为58.20N/cm,平均孔半径为42.10 nm,比表面积为31.60 m~2/g,Ni含量为6.01 wt.%。在此条件下制备出来的吸附剂脱硫效果最好,穿透时间为147 h,穿透硫容为8.82%,辛烷值损失1.5个单位。对定型的吸附剂进行工艺条件优化,分别考察了反应温度、反应液空速、氢油体积比、反应压力和不同硫含量原料油对吸附剂脱硫效果的影响。结果表明,当反应温度为350℃,反应液空速为9 h~(-1),氢油体积比为50,反应压力为0.5 MPa,原料油硫含量为50μg/g时,吸附剂的脱硫效果最好,吸附剂穿透时间长达618个小时,穿透硫容为11.1%,辛烷值损失了0.6个单位。
【学位单位】：中国石油大学（北京）
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：TE624.9
【部分图文】：

图 1.6 Ni/ZnO 型吸附剂吸附脱硫机理示意图Fig. 1.6 Mechanism of reactive adsorption desulfurization of Ni/ZnO adsorbent-Zorb 脱硫技术具有很多优点，主要为以下几方面：运行投资成本低围广、运行周期长、产品性质稳定、操作条件相对温和、氢耗小，度脱硫的目的的同时，辛烷值损失较小。但 S-Zorb 工艺装置上的一需进口，不利于该工艺的发展，且 S-Zorb 工艺操作较固定床复杂。 其他的脱硫工艺化脱硫技术[48]用到的氧化剂主要为：臭氧、二氧化氮、双氧水、叔，其原理是通过强氧化剂将硫化物氧化成极性较强的砜类化合物，，最后通过有机溶剂萃取、蒸馏等方法使其与碳氢化合物分离，脱化剂可以再生。氧化脱硫的优点是反应在常温常压下进行，操作条件处在于氧化剂价格较贵，且产物与油品的分离过程比较复杂。液萃取脱硫技术[49]的原理是根据硫化物与烃类化合物在某些溶液中

图 2.5 汽油吸附脱硫专利技术 3D 分布图Fig. 2.5 Patented technology of 3D distribution map for gasoline adsorption desulfurization通过提取专利中的关键词，绘制出汽油吸附脱硫专利技术分布图，图中向上隆起的部分为专利密集分布的区域，不同专利在图中的距离表示专利之间的相关度。从图 2.5 可以看出，汽油吸附脱硫技术研究热点主要分布在脱硫技术研究、分子筛、脱硫醇、催化裂化汽油脱硫、脱硫吸附剂制备、吸附剂再生几个领域，其中脱硫技术研究及催化裂化汽油脱硫为汽油吸附脱硫技术的研究热点，图中的黑点表示轻汽油脱硫的相关专利，从图中可以看出针对轻汽油脱硫的研究非常少，通过对专利的检索，轻汽油脱硫相关的专利主要申请机构是中国石油大学(北京)和中国石油天然气股份有限公司；针对轻汽油的脱硫主要分为两种方法：第一种方法是在非临氢条件下进行的，这种方法的好处是辛烷值损失较少，但穿透硫容较低，不能达到深度脱硫的目的，同时液空速也比较低，工业化生产前景不好；第二种方法是加氢脱硫，这种方法脱硫效果较好，但由于轻汽油辛烷值较高，也会造成脱硫后的轻汽油辛烷值损失较大。目前还没有针对轻汽油深度脱硫的高效

图 2.6 各机构汽油吸附脱硫专利技术分布图Fig. 2.6 Patented technology map of gasoline adsorption desulfurization for differentinstitutions图 2.6 是国内外企业、各大高校、及个人专利技术分布图，从图中可以明显的看出，针对汽油吸附脱硫热点领域研究最多的是国内企业及研究院，研究领域主要集中在脱硫技术研究、催化裂化汽油脱硫及脱硫吸附剂制备领域；国内高校对热门领域的研究也比较多，主要集中在脱硫吸附剂的制备。2.5 小结通过对相关专利的调研，可以得到以下结论：1、对专利技术生命周期的分析，可以看出专利申请数 2009 年达到最多，专利公开数 2013 年达到最多，汽油吸附脱硫技术正处在成熟期这个阶段，通过对专利的查阅可以看出各企业对吸附脱硫技术的研究都比较成熟，然而在减少汽油辛烷值损失的前提下，制备高深度吸附脱硫的催化剂仍是研究的难点。
【参考文献】

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本文编号：2858127