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，燃料在國民經(jīng)濟的發(fā)展中起到越來越重要的作用。隨著人們環(huán)保意識的提高，人們對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)超過石油消耗總量的50%，清潔燃料已經(jīng)成為推動世界煉油技術(shù)發(fā)展的主要動力[1]。據(jù)國內(nèi)外機構(gòu)研究顯示，通過降低汽油內(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

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行加工。在汽油的多種組分調(diào)和時，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。通過研究催化裂化的反應(yīng)機理能夠發(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有所增加。在通常情況下，全餾分的催化汽油會被切割為3個餾分，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)制造過程中驗證的可行技術(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)進行后處理具有投資少、氫耗低、操作成本低等特點。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周期運轉(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僅為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公司開發(fā)的一項催化汽油技術(shù)，其原料選擇為含硫低于1000 μg/g的催化汽油。通過采用該技術(shù)進行后處理能夠?qū)⒊善菲偷牧蚝拷档椭粒?0 μg/g，同時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公司開發(fā)的催化汽油技術(shù)，在該技術(shù)中采用的是簡單低壓固定床技術(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?。采用此類技術(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料處理，通過此方法進行進料處理的成品油通常不需要進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公司取得極大的進展，該公司所開發(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)均對催化脫硫的方案十分認可。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年對助劑進行了改進，從而極大的降低了汽油中硫的含量，在助劑的質(zhì)量比達到10%時，全餾分汽油的硫含量減少了20%以上。在近些年對催化汽油助劑的研究又取得了長足的進步。通過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，我國的汽油清潔化之路，應(yīng)該在借鑒國外先進經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，依靠自己的力量，開發(fā)適合我國煉油廠特點的清潔汽油生產(chǎn)技術(shù)，實現(xiàn)質(zhì)量升級，縮短與國外先進技術(shù)的差別。由于我國是個發(fā)展中國家，資金的合理利用尤為重要。因此，各個煉油企業(yè)和研發(fā)機構(gòu)都應(yīng)注重其連續(xù)性和長遠性，不能為了滿足目前或者未來幾年的清潔汽油標準，而無視更加長遠的目標，這樣只會加重企業(yè)和國家的負擔。

[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.