淺談催化裂化汽油的加氫脫硫技術(shù)

李宗遇（中國(guó)石油天然氣股份有限公司錦西石化分公司 遼寧 125001）

20世紀(jì)末以來(lái)，隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，世界內(nèi)機(jī)動(dòng)車的數(shù)量越來(lái)越多，隨之而來(lái)的空氣污染問(wèn)題越來(lái)越凸顯，已經(jīng)對(duì)人類生存的環(huán)境造成了極大的威脅，而這一現(xiàn)象的罪魁禍?zhǔn)字痪褪瞧嚾剂系奈矚馀欧?，汽車排放的尾氣中包含了多種污染性氣體，但是危害最大的就是硫化物氣體，因此現(xiàn)在各國(guó)積極開(kāi)展催化裂化汽油加氫脫硫技術(shù)的研究，而我國(guó)當(dāng)前的加氫脫硫技術(shù)主要是汽油裂化為輕汽油和重汽油兩種有機(jī)物，輕汽油的脫硫脫氧主要是對(duì)其進(jìn)行加堿處理，而重汽油的脫硫處理則是采用加氫的工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)[1]。

一、HDS脫硫技術(shù)的研究和分析

經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，雖然現(xiàn)在對(duì)催化裂化汽油的脫硫技術(shù)有很多種，但是這其中效果最顯著的是HDS脫硫技術(shù)，該項(xiàng)脫硫技術(shù)被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)的生產(chǎn)當(dāng)中，并且這種技術(shù)在加氫反應(yīng)環(huán)節(jié)當(dāng)中可以最大程度的降低汽油中硫化物的含量，在實(shí)際的脫硫操作中，該項(xiàng)技術(shù)中還會(huì)發(fā)生兩種化學(xué)反應(yīng)，一種是芳烴加氫飽和反應(yīng)另一種是烯烴加氫飽和反應(yīng)，這兩種反應(yīng)對(duì)汽油的辛烷值有一定程度的影響。在HDS加氫脫硫技術(shù)當(dāng)中有兩種不同的路徑可以選擇：直接進(jìn)行氫解和加氫，直接氫解這種途徑的原理是將汽油中硫化物的C-S化學(xué)鍵直接打斷進(jìn)行脫硫處理，加氫這種途徑是先在噻吩環(huán)中加氫原子使其呈現(xiàn)飽和狀態(tài)，然后再打斷硫原子的化學(xué)鍵，經(jīng)過(guò)分析噻吩環(huán)的加氫脫硫路徑，可以使汽油的脫硫原理更加容易理解。

二、催化裂化汽油加氫脫硫技術(shù)的工藝流程介紹

將催化裂化汽油的烯烴集中在輕餾分當(dāng)中，將催化裂化汽油的硫集中在重餾分當(dāng)中，根據(jù)催化裂化汽油中硫的化學(xué)特征和烯烴的化學(xué)特征，對(duì)它們進(jìn)行預(yù)加氫反應(yīng)，在催化劑作用下混氫原料油會(huì)將二烯烴直接轉(zhuǎn)化為單烯烴，做這樣的預(yù)加氫處理是為了防止在后期的加氫脫硫反應(yīng)中出現(xiàn)結(jié)焦現(xiàn)象，該反應(yīng)通過(guò)硫醚化反應(yīng)將一些輕含硫化物轉(zhuǎn)化為重含硫化物，并且也可以將輕硫醇轉(zhuǎn)化為重含硫化物，在這些反應(yīng)的同時(shí)還會(huì)出現(xiàn)很多副反應(yīng)，例如：烯烴的同分異構(gòu)反應(yīng)，這種副反應(yīng)可以在一定程度上增加汽油的辛烷值[2]。在進(jìn)行汽油的預(yù)加氫反應(yīng)工作時(shí)要將催化裂化汽油分裂為重汽油和輕汽油兩種，針對(duì)選擇性重汽油加氫脫硫環(huán)節(jié)中，可以選擇使用催化劑完成脫硫和烯烴的飽和工作，并且按照分餾的比例對(duì)重汽油進(jìn)行調(diào)和[3]。

三、催化裂化汽油加氫脫硫技術(shù)的實(shí)驗(yàn)研究

1.全餾分汽油選擇性預(yù)加氫實(shí)驗(yàn)的研究分析

假設(shè)某汽油加氫脫硫公司的預(yù)加氫實(shí)驗(yàn)裝置中壓力為2.4MP，溫度為110攝氏度，V=10，空速為3.0h-1，當(dāng)對(duì)裂化汽油進(jìn)行選擇性預(yù)加氫實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果是在1L加氫評(píng)價(jià)裝置上開(kāi)展的，烯烴無(wú)法實(shí)現(xiàn)完全飽和，因此實(shí)驗(yàn)中不會(huì)產(chǎn)生H2S，所以最終的結(jié)果是汽油中的硫含量沒(méi)有任何變化，但是全餾分催化裂化汽油的雙辛烷值之和卻有所增加，而且硫醇的含量有一些下降。

2.重汽油選擇性加氫脫硫?qū)嶒?yàn)的研究分析

在開(kāi)展重汽油選擇性加氫脫硫?qū)嶒?yàn)研究時(shí)要采用雙催化劑的實(shí)驗(yàn)反應(yīng)系統(tǒng)，第一種催化劑在反應(yīng)中需要有較高的脫硫率，這樣做的原因是為了在第一反應(yīng)階段完成最大限度的脫硫目標(biāo)，也可以使實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生較少的烯烴飽和量，第二種催化劑應(yīng)該具備較高的降低硫醇含量的功能，通過(guò)兩種催化劑對(duì)重汽油選型加氫脫硫反應(yīng)的前后作用，不但可以控制烯烴的飽和還能夠保證實(shí)驗(yàn)有很高的脫硫水平，對(duì)汽油的辛烷值損失也有一定的彌補(bǔ)作用。如果對(duì)上述實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行一定的改變?cè)匍_(kāi)展相同的實(shí)驗(yàn)，對(duì)比結(jié)果并分析。假設(shè)加氫脫硫醇的溫度是300攝氏度，加氫脫硫的溫度為250攝氏度，實(shí)驗(yàn)中加氫脫硫的空速為2.0h-1，將壓力升高至2.2MPa，V=300，將加氫脫硫醇的空速制定為3.0h-1，如果在該公司進(jìn)行重汽油選擇性加氫脫硫和脫硫醇實(shí)驗(yàn)，并且在100ml的加氫評(píng)價(jià)裝置上開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：產(chǎn)品汽油的硫含量降為39.2×10-6,，總脫硫率為80.1%，硫醇降至5.95×10-6，，汽油中的烯烴體積分?jǐn)?shù)出現(xiàn)下降的現(xiàn)象，該方法雖然使汽油的辛烷值損失了近2個(gè)單位，但是重汽油中硫的總含量卻大大降低了。

3.重汽油和輕汽油的餾分調(diào)和實(shí)驗(yàn)研究分析

實(shí)驗(yàn)是將輕汽油按照一定數(shù)值比例進(jìn)行加氫脫硫后重餾和輕餾實(shí)施調(diào)和，這樣就可以得到一種全新的油燃料，并且通過(guò)對(duì)新產(chǎn)品的性能研究分析之后發(fā)現(xiàn)，這種調(diào)和得到的新的油燃料與原來(lái)的汽油相比，其中的烯烴含量降低了2個(gè)百分點(diǎn)，雖然最終是燃料的辛烷值降低了0.5個(gè)基本單位，但是新產(chǎn)品中的硫醇和硫的總含量都得到了很大程度的下降，根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，新調(diào)和油燃料是完全符合國(guó)家清潔能源的標(biāo)準(zhǔn)。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，對(duì)催化裂化汽油進(jìn)行加氫脫硫?qū)嶒?yàn)研究不僅可以完成脫硫得到清潔能源的目標(biāo)，而且也能對(duì)燃料中的烯烴飽和加以控制，同時(shí)減少燃料的辛烷值損失，文中對(duì)輕汽油進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中烯烴沒(méi)有得到飽和，而且在實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有出現(xiàn)H2S，最終硫的總含量沒(méi)有發(fā)生變化，而對(duì)重汽油進(jìn)行的選擇性加氫脫硫?qū)嶒?yàn)中，烯烴的體積分?jǐn)?shù)下降，硫醇含量有所增加，調(diào)和之后得到的新產(chǎn)品完全滿足國(guó)家IV清潔能源的標(biāo)準(zhǔn)，因此深入研究和分析汽油的脫硫技術(shù)能夠切實(shí)的提高我們的生活環(huán)境質(zhì)量，并對(duì)國(guó)家的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。