油品脱硫醇
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本科毕业论文模拟油样硫醇脱除试验方法的研究化学化工学院摘要:轻质油品中含有硫醇,不仅会产生恶臭气味污染环境,而且还会影响油品的其他性能,因此,硫醇脱除技术的方法研究有重要的现实意义。
H2O2,H2O2-CH3COOOH,Fe2+-H2O2-CH3COOOH,Ce4+-H2O2-CH3COOOH ,KMnO4-CH3COOOH五种氧化剂对丙硫醇模拟油样,正十二硫醇和叔十二硫醇模拟油样进行氧化脱硫方法试验研究,在最佳反应条件下推出反应动力学方程。
结果表明:五种氧化剂中KMnO4-CH3COOOH对模拟油样中丙硫醇和正十二硫醇的脱硫效果最好,叔十二硫醇在五种氧化剂条件下均不能得到脱除。
在丙硫醇模拟油样氧化脱硫醇过程中,以KMnO4-CH3COOOH 为氧化剂,在反应温度35 ℃,反应时间55 min,剂油比 4 %,KMnO4投入量2 g,其脱硫率可达80.2 %,在正十二硫醇模拟油样氧化脱硫醇过程中,以KMnO4-CH3COOOH为氧化剂,在反应温度35 ℃,反应时间45 min,剂油比10 %,KMnO4投入量2 g,其脱硫率可达70.1 %。
关键词:丙硫醇,正十二硫醇,叔十二硫醇,氧化脱硫,动力学一引言1.1硫醇简介硫醇结构上由醇中的氧原子被硫替代得到,为易挥发的高毒油状液体,微溶于水,易溶于有机溶剂,有些硫醇(如乙硫醇、丙硫醇等)具有强烈、持久且刺激性的气味。
硫醇有许多危害,人体大量吸入会引起血压降低、呼吸困难,并有呕吐、腹泻、血尿等症状。
轻者及时离开现场即可逐步痊愈;重者立即送医院治疗。
主要作用于中枢神经系统。
吸入低浓度蒸气时可引起头痛、恶心;较高浓度出现麻醉作用。
高浓度可引起呼吸麻痹致死。
中毒者可发生呕吐、腹泻,尿中出现蛋白、管型及血尿等症状。
1 .2油品脱除硫醇的必要性轻质油品中含有硫醇,不仅产生令人恶心的臭味,而且影响油品的安定性。
此外,硫醇能使元素硫的腐蚀性增强,还影响油品对添加剂的感受性[1]。
NO :齐鲁石化分公司 企业标准QJ/SL. C. 05—02—2009—A第一脱硫醇装置操作规程(修订本)编2009年10月01日实施胜利炼油厂炼油实业部 胜利炼油厂 炼油实业部质量管理体系文件审批表单位:编号:目录第一部分工艺手册汽油无碱脱臭装置生产工艺手册第一章基本知识 (1)第一节轻质油产品脱硫醇的意义 (1)第二节脱硫醇工艺的发展 (1)第三节Merox法脱硫醇工艺原理 (1)第四节基本概念 (2)第二章装置概况 (5)第一节工艺流程概述 (5)第二节装置设备明细 (8)第三节主要设备结构介绍 (10)第四节原料、产品及化工原料性质及要求 (11)第五节工艺、质量、技术经济指标 (12)液态烃脱硫醇装置工艺手册第一章基本知识 (15)第一节轻质油产品脱硫醇的意义 (15)第二节脱硫醇工艺的发展 (15)第三节Merox法脱硫醇工艺原理 (15)第四节基本概念及计算 (16)第二章装置概况 (18)第一节工艺流程说明 (18)第二节设计基础数据 (20)第三节装置设备 (21)第四节原材料性质、工艺操作指标及产品质量指标 (22)第五节化验分析项目及分析方法 (23)生产管理制度及安全知识 (26)第一节公司关于安全生产的部分禁令和规定 (26)第二节有关安全规定 (27)两脱装置“三废”排放量及环境保护措施 (29)第二部分岗位操作法第一章汽油脱硫醇岗位 (31)第一节岗位操作法 (31)第二节工艺参数分析 (32)第三节不正常现象及事故处理 (34)第二章液态烃脱硫醇岗位 (40)第一节岗位操作法 (40)第二节不正常现象及事故处理 (46)液态烃装置工艺技术卡片 (54)汽油碚硫醇装置工艺技术卡片 (55)第三部分开、停工方案第一节汽油碚硫醇装置开工方案 (56)第二节汽油碚硫醇装置停工方案 (64)第三节液态烃碚硫醇装置开工方案 (68)第三节液态烃碚硫醇装置停工方案 (74)工艺手册岗位操作法开、停工方案汽油无碱脱臭装置生产工艺手册第一章 基本知识第一节 轻质油产品脱硫醇的意义石油产品的硫醇是气味恶臭难嗅的有机化合物之一,空气中含l×l0-8g /L 的低分子量硫醇,人们即可嗅出。
Merox脱硫醇技术综述Merox 脱硫醇技术综述1.概述炼油⼚在原油深加⼯过程中会产⽣⼤量的液化⽯油⽓(LPG),LPG中含有价值较⾼的C3、C4组分,除作为民⽤燃料外,还可作化⼯原料进⼀步加⼯,⽣产聚丙烯等⾼附加值化⼯产品。
但是LPG中亦含有H2S等酸性组分外,还含有硫醇等具有⾼毒、易挥发有恶臭的有机硫。
2.Merox⼯艺原理及流程2.1 ⼯艺原理⽽对于LPG中硫醇的脱除,应⽤时间最长最⼴泛的为UOP公司的梅洛克斯(Merox)技术。
其原理为在氢氧化钠⽔液中加⼊催化剂磺化钛箐钴或聚钛箐钴,使LPG中的硫醇与NaOH反应⽣成硫醇钠;然后在催化剂作⽤下⽤空⽓氧化硫醇钠,使之转化为⼆硫化物。
根据⼆硫化物与氢氧化钠密度不同,进⾏分离,使碱液再⽣。
H2S + 2NaOH → Na2S + 2H2O 脱硫化氢RSH + NaOH → RSNa + H2O 脱硫醇4RSNa + O2 + 2H2O → 2RSSR + 4NaOH 硫醇钠的氧化再⽣2Na2S + 2O2 + H2O → Na2S2O3 + 2NaOH 硫化钠的氧化转化总反应⽅程式4RSH + O2→2RSSR + 2H2O 硫醇钠的硫转换平衡2H2S + 2NaOH+ 2O2→Na2S2O3 + 3H2O 硫化氢的硫转换平衡2.2 ⼯艺流程Merox典型⼯艺流程图见图1。
图1 Merox典型⼯艺流程Merox脱硫醇⼯艺主要分为两个阶段:1)预碱洗和抽提脱硫醇。
经过预碱洗的液化⽓进⼊抽提塔中,与含有催化剂的碱液逆流接触,在抽提塔中发⽣反应完成脱硫醇。
⽽⽣成的硫醇钠进⼊碱液相中,与碱液⼀起从塔底排出。
液化⽓与碱液通过沉降分离后,再经过⽔洗、砂滤处理脱除⼤部分碱液和游离⽔后出装置。
2)碱液氧化再⽣脱硫。
从抽提塔塔底出来的富含硫醇钠的碱液(简称富碱液)经过换热器升温⾄55~65℃后,进⼊氧化塔塔底与空⽓顺流接触,在催化剂作⽤下与氧⽓反应,⽣成⼆硫化物。
催化轻汽油抽提脱硫醇方案16万吨/年催化轻汽油抽提脱硫醇方案一、前提,重馏分采用加氢降烯脱硫工艺,轻馏分拟采用河北精致科技公司助溶法抽提脱硫醇技术。
以下是依据助溶法抽提脱硫醇原理为海科化工提出的工艺方案。
1、轻汽油处理量16万吨/年,密度0.660(20?)。
年开工8400小时。
2、轻汽油抽提脱硫醇后质量指标:项目轻汽油抽提脱硫醇后备注硫醇硫/(ppm) ?10 质量指标控制10ppm以下反而不经济其它铜片腐蚀合格二、助溶法抽提脱硫醇工艺原理:催化氧化脱除硫醇按照工艺可分为抽提氧化法和混合氧化法两种,两者所依据的原理相同。
都是利用硫醇的弱酸性和硫醇负离子易被氧化生成二硫化合物这两个特性。
主要反应式如下:RSH + NaOH ? RSNa + HO ? 22RSNa + 1/2 O + HO ? RSSR + 2NaOH ? 22首先由强碱(NaOH)与硫醇反应生成硫醇钠,硫醇钠溶于碱液中形成硫醇负离子,硫醇负离子在催化剂的作用下被空气氧化为二硫化物,二硫化物为油性,从碱相中脱出,并使NaOH得到再生。
脱硫醇两步反应的进行,由三个主要因素控制。
第一是硫醇与碱反应并被抽提到碱液中的能力,即通常说的碱液的抽提能力;第二是氧化催化剂的活性高低及催化剂的寿命长短;第三是碱液中溶解氧的浓度及其氧化活性的高低。
针对上述三个主要控制因素,助溶法脱硫醇技术分别采取了相应的促进措施:措施1、提高抽提硫醇的能力。
根据相似相溶的原理,利用分子结构与硫醇相近、而水溶性远大于硫醇的物质,来提高硫醇在碱液中的溶解度。
纯碱液的抽提能力,一般是随着碱浓度的增加而增加的,而GL助溶工艺碱剂的抽提能力碱浓度的影响几乎可忽略。
也就是说抽提主要靠剂不靠碱,操作可以在5%甚至更低的碱浓度条件下进行。
措施2、提高催化活性,防止催化中毒。
脱硫醇催化剂的溶解性很差,并且随着碱浓度的增高溶解度迅速下降,在20%的碱液中几乎不溶。
而GL助溶剂解决了这个问题,并依据该原理我们研究生产出了液体催化剂,大大提高了催化活性。
专论与综述油品中硫醇的催化氧化脱除朱建华 吴 振 刘海超 (南京大学化学化工学院,南京,210093)(北京石油化工科学研究院,北京,100083) 摘 要 脱硫醇是提高汽油等油品质量的重要环节。
综述了油品脱硫醇工艺在碱性介质、酞菁钴等方面的研究进展,并展望催化氧化脱硫醇的发展方向。
关键词 油品脱硫醇 固体碱 催化氧化 酞菁钴R E M OV ING MER CPA T AN S FR OM PETR O LEU M PR ODU CT S B Y CA T A LYTIC OX I DA TI ONZhu Jianhua Wu Zhen(Chemistry&Chemical Engineering College,Nanjing Univer sity,Nanjing,210093)Liu Haichao(Beijing Research Institute o f Petroleum Processing,Beijing,100083)Abstract Rem oving mercpatans existed in various petroleum products was an im portant pro2 cess to im prove the quality of products.The latest progresses in the sweetning process,including the preparation of s olid basic carrier and the im provement of cobalt phthalocyanine,were summarized.The research on the catalytic oxidation of mercpatans was prospected.K ey w ords Rem oving mercpatans from petroleum products S olid base Catalytic oxidationC obalt phthalocyanine 石油中的硫醇具有恶臭和腐蚀性,必须通过抽提或催化氧化将其脱除,这个过程在炼油工业中被称为脱臭。
2024年汽油脱硫醇活化剂市场环境分析1. 引言汽油中的硫化物对环境和人体健康产生负面影响,因此需要采取脱硫措施来降低尾气对大气环境的污染。
汽油脱硫醇活化剂是一种常用的脱硫剂材料,具有良好的脱硫效果和较低的成本。
本文将对汽油脱硫醇活化剂市场环境进行分析,旨在为相关供应商和消费者提供参考。
2. 市场规模和增长趋势据统计数据显示,全球汽油脱硫醇活化剂市场规模不断扩大。
市场规模在近五年内呈现稳步增长的趋势,预计未来几年仍将保持较高的增长率。
这一增长主要受到以下因素的推动:•环境污染意识的提高:随着人们环保意识的增强,政府对尾气排放的要求也越来越严格,推动了汽油脱硫醇活化剂市场的快速发展。
•汽车产量的增加:全球汽车产量持续增加,特别是发展中国家的快速发展,对汽油脱硫醇活化剂的需求量大大增加。
•技术创新:脱硫技术不断进步,新型活化剂的开发与应用推动了市场的发展。
3. 市场竞争格局目前,全球汽油脱硫醇活化剂市场竞争激烈,主要供应商之间形成了一定的市场格局。
几家领先的供应商垄断了市场的大部分份额,同时也面临来自新进入市场的竞争者。
主要供应商的竞争优势包括:•技术优势:领先供应商拥有先进的研发和制造技术,能够提供高质量和高效的活化剂产品。
•品牌优势:领先供应商拥有良好的品牌声誉和市场影响力,受到消费者的信赖和青睐。
•提供一站式解决方案:领先供应商能够根据客户需求提供全面的技术支持和解决方案,帮助客户优化汽油脱硫工艺。
市场竞争格局可能发生变化的因素包括:•技术创新的突破:新型活化剂的研发和应用可能改变市场格局。
•新进入市场的竞争者:新供应商的进入可能打破垄断格局,增加市场竞争。
4. 市场需求分析汽油脱硫醇活化剂市场需求主要来自炼油行业和汽车制造业。
随着全球汽车产量的增加和环保要求的提高,市场需求持续增加。
•多元化需求:不同炼油企业和汽车制造商对活化剂的要求存在差异,需要提供多样化的产品和解决方案。
•高效性要求:活化剂需要具备高脱硫效率和低成本的特点,以满足用户的需求。
催化氧化脱硫醇工艺应注意什么?催化氧化脱硫醇〔脱臭〕是将液化石油气、催化汽油或航空煤油用磺化酞菁钴〔或聚酞菁钴〕碱液为催化剂, 用抽提和氧化方法将其中的硫醇转化为无臭味、腐蚀性小的二硫化物的工艺过程。
能提升石油产品的抗氧化性, 改善使用性能和减少燃烧尾气对大气环境的污染。
催化氧化脱硫醇是一种精制石油产品的工艺, 依据精制对象和产品质量要求不同, 分一步法和二步法两种工艺流程。
液态烃脱硫醇采纳抽提一步流程, 经催化剂碱液抽提水洗后就送出装置。
溶于碱液中的硫醇以硫醇钠状态存在, 并进一步与空气氧化生成二硫化物, 在分开器中与碱液分开。
汽油脱硫醇采纳抽提和氧化二步流程。
经催化剂碱液抽提后的汽油进入氧化塔, 把残余硫醇氧化成二硫化物, 去除其恶臭味。
氢氧化钠是腐蚀性很强的碱, 在配制催化剂碱液时最容易发生碱灼伤事故。
碱液管线, 盛碱容器也容易腐蚀泄漏。
配制时假设碱罐盛装液面太高, 搅拌碱液压缩风开得过快过猛, 会把碱液溢出、沾上身体, 造成人体灼伤事故。
含硫醇钠碱液经与空气氧化后生成二硫化物, 至分开器进行分开。
分开器制定有分开柱, 筛网破沫结构。
分开柱液面控制不好, 碱液和二硫化物会窜入尾气系统, 放空管线窜碱, 造成操作压力波动。
分开器碱液界面过高, 可能使碱液窜入二硫化物管线, 不仅影响二硫化物焚烧处理, 还造成催化剂碱液损失。
催化汽油经抽提脱硫醇后和催化剂碱液、压缩空气一起进入氧化塔进行氧化脱臭。
进塔的各物料量比例控制不当, 特别是压缩空气压力波动会使汽油和碱液窜入压缩空气管道, 造成操作波动, 甚至引起爆炸事故。
在配制催化剂碱液时要穿戴好防碱护品, 慎重操作, 严防碱液沾上人体。
注意碱液罐及工艺管线泄漏。
配制罐的碱液面不能太高, 要缓慢通入压缩空气搅拌。
罐的四周要设置冲洗水龙头。
假设沾上碱液时应迅速冲洗。
避免分开器的分开柱、破沫网、格栅等内部结构件腐蚀损坏, 以坚持其优良的破乳分开效果。
罐体上的液面计, 液面控制系统要灵活好用, 分开器的界〔液〕面操作要控制在一定范围, 以防止碱、二硫化物窜入尾气放空系统, 以及把碱液窜入二硫化物管道。
抽提局部:可以用催化剂一氢氧化钠碱溶液与原料油进行液一液抽提,也可以将催化剂一碱溶液浸渍在活性炭固体颗粒上〔含有1%的催化剂〕以固定床方式处理原料油。
原料油中含有的硫化氢、酚类和环烷酸等会降低脱硫醇的效果、降低催化剂的寿命,所以在脱硫醇处理之前须用5%~10%浓度的氢氧化钠溶液进行预碱洗,除去这些酸性杂质。
脱臭局部:经过预碱洗后的原料油送入抽提局部的硫醇抽提塔内,与含有催化剂的氢氧化钠溶液逆流接触抽提硫醇,抽提后的原料油送入氧化脱臭局部。
从抽提塔底部排出来的含硫醇的催化剂一碱溶液加热后,与空气一起进入氧化塔,把溶解的硫醇氧化成二硫化物,送入二硫化物别离罐,别离出过剩的空气和生成的二硫化物,二硫化物蓄积在上层排出系统外,下层是再生后的催化剂一碱溶液循环到抽提塔。
进入氧化脱臭局部的油品再与空气及催化剂一碱溶液混合进入转化塔。
油品中的硫醇首先进入水相,与空气反响生成二硫化物,二硫化物不溶于碱液而重新溶于油中。
脱臭后的油在别离罐内别离出催化剂一碱溶液,在砂滤塔内除去油中少量的碱溶液,成为脱硫醇后的成品。
沉降别离出的催化剂一碱溶液循环到转化塔内。
专利名称:一种轻质油品的脱硫醇装置及其脱硫醇方法专利类型:发明专利
发明人:聂通元,刘小秦,袁红星,喻武钢,潘罗其,曾光乐,余卫勋,王铭,熊华富,刘芳,童莉
申请号:CN200810162140.3
申请日:20081114
公开号:CN101418229A
公开日:
20090429
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明公开了一种轻质油品的脱硫醇装置,包括第一混合器、分离罐和碱液循环系统,第一混合器的前端设有原料输入管和通气管,碱液循环系统包括循环碱液第一输入管和循环碱液输出管,分离罐上设有精制轻质油输出管,循环碱液输出管与分离罐连接,在原料输入管上设置有第二混合器,第二混合器的前端设置有循环碱液第二输入管,分离罐上方设置有液膜传质反应器,第一混合器的后端与液膜传质反应器的上侧端管接,循环碱液第一输入管与液膜传质反应器的顶端管接;也公开了脱硫醇方法;本发明具有循环碱量少、能耗低、生产成本较低、精制轻质油质量好的结构简单的优点。
申请人:中国石油化工集团公司,宁波中一石化科技有限公司
地址:414014 湖南省岳阳市洞庭大道一号
国籍:CN
代理机构:宁波奥圣专利代理事务所(普通合伙)
代理人:程晓明
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本科毕业论文模拟油样硫醇脱除试验方法的研究化学化工学院摘要:轻质油品中含有硫醇,不仅会产生恶臭气味污染环境,而且还会影响油品的其他性能,因此,硫醇脱除技术的方法研究有重要的现实意义。
H2O2,H2O2-CH3COOOH,Fe2+-H2O2-CH3COOOH,Ce4+-H2O2-CH3COOOH ,KMnO4-CH3COOOH五种氧化剂对丙硫醇模拟油样,正十二硫醇和叔十二硫醇模拟油样进行氧化脱硫方法试验研究,在最佳反应条件下推出反应动力学方程。
结果表明:五种氧化剂中KMnO4-CH3COOOH对模拟油样中丙硫醇和正十二硫醇的脱硫效果最好,叔十二硫醇在五种氧化剂条件下均不能得到脱除。
在丙硫醇模拟油样氧化脱硫醇过程中,以KMnO4-CH3COOOH 为氧化剂,在反应温度35 ℃,反应时间55 min,剂油比 4 %,KMnO4投入量2 g,其脱硫率可达80.2 %,在正十二硫醇模拟油样氧化脱硫醇过程中,以KMnO4-CH3COOOH为氧化剂,在反应温度35 ℃,反应时间45 min,剂油比10 %,KMnO4投入量2 g,其脱硫率可达70.1 %。
关键词:丙硫醇,正十二硫醇,叔十二硫醇,氧化脱硫,动力学一引言1.1硫醇简介硫醇结构上由醇中的氧原子被硫替代得到,为易挥发的高毒油状液体,微溶于水,易溶于有机溶剂,有些硫醇(如乙硫醇、丙硫醇等)具有强烈、持久且刺激性的气味。
硫醇有许多危害,人体大量吸入会引起血压降低、呼吸困难,并有呕吐、腹泻、血尿等症状。
轻者及时离开现场即可逐步痊愈;重者立即送医院治疗。
主要作用于中枢神经系统。
吸入低浓度蒸气时可引起头痛、恶心;较高浓度出现麻醉作用。
高浓度可引起呼吸麻痹致死。
中毒者可发生呕吐、腹泻,尿中出现蛋白、管型及血尿等症状。
1 .2油品脱除硫醇的必要性轻质油品中含有硫醇,不仅产生令人恶心的臭味,而且影响油品的安定性。
此外,硫醇能使元素硫的腐蚀性增强,还影响油品对添加剂的感受性[1]。
因此,轻质油品脱硫醇(脱臭)精制是石油炼制过程中不可缺少的重要过程。
汽油中有较多的硫醇,国际市场上已要求汽油含硫醇量必须低于10ppm[2]。
近年来,随着国家对环境保护的重视人们环保观念的加强,国家对车用汽油的质量有了更严格的要求,对汽油中的硫醇硫含量规定了更加严格的指标,以减少汽车尾气中SO2,SO3等对大气的污染。
因此,汽油脱硫醇技术在全国各大炼油行业得到迅速发展,并且各项技术也趋于成熟。
1.3脱臭技术的研究进展轻质油品脱臭主要从两个途径达到脱臭目的,一是除去油品中的硫醇,二是将油品中的硫醇转化为危害性较小的二硫化物。
1.3.1国外脱硫醇技术进展轻质油品脱臭历史由来己久。
也出现了许多方法。
但自从1958年UOP 公司推出Merox 催化氧化脱臭工艺以来,完全开辟了一个轻质油品催化脱臭的新时代。
1. 3.1.1Merox 法脱臭[3]Merox 脱臭的反应机理是硫醇分子与碱作用成硫醇负离子,然后硫醇负离子转移至碱相,再发生氧化反应,转变成二硫化物。
化学反应式如下:RSH + OH-RS -+H 2O(油相)(碱相)(碱相) 2RS-O2催化剂RSSR'1)Merox 液-液脱臭过程 [4]脱臭过程是在原料油和催化剂碱液存在下,用空气把硫醇氧化为危害较小的二硫化物留在油中,油品总硫不变。
基本反应如下:2RSH+0.5O2催化剂RSSR'+H 2O液-液法与较早期的脱臭工艺相比将苛性碱的使用降低了10倍,同时消除了铜、铅等潜在污染物的排放,在当时来说是一个很大的技术进展。
该工艺适合硫醇含量不高、分子量不太大的汽油脱臭。
该法的特点是非均相反应,对分子量大的硫醇脱臭效率低,有较多的废碱排放。
由于磺化酞菁钴催化剂处于水相而易聚集失活,故液-液两相体系在工业上逐渐被淘汰。
2)固定床脱臭过程固定床脱臭过程有很大发展,主要目的是减少碱的使用,直至完全消除废碱排放。
随着工艺的发展,不断开发新的催化剂和新的活化剂,使其适用范围越来越大。
可处理含有较大相对分子质量和较多支链的硫醇的油品[5]。
○1常规固定床脱臭[4]常规固定床脱臭是用浸渍法将催化剂载到载体上,再用氢氧化钠溶液润湿床层,然后原料油与空气一起通过催化剂床层。
在脱臭过程中,定期向催化剂床层注碱,以提高催化剂的活性及寿命。
○2低碱量Minalk固定床脱臭法[5,6]该工艺是在油品中连续注入少量碱液,并与空气混合后一起通过催化剂床层。
不需定期向床层注碱,碱的使用量只有液-液法的10%。
加入的碱液可被原料油中的酸性组分中和,使废液的碱性降低,易于处理,甚至可直接排入下水道。
其脱臭效率与常规固定床法相近,但有局限性,仅适用于催化裂化汽油直馏轻汽油中硫醇的脱除。
○3Merox-10催化剂固定床脱臭法[6,7]优点:该工艺能处理高沸程油品的脱臭问题,是目前较先进的脱臭工艺。
当Merox-10催化剂与Merox RG液体活化剂联合使用时,有相当好的催化活性与寿命,在工业装置上催化剂寿命最少为2年,或许能长达5年。
缺点:尽管Merox-10工艺脱臭效率高,催化剂寿命长,但由于UOP公司对Merox-10催化剂与MeroxRG液体活化剂严格保密,且成套出售,价格昂贵,故该催化剂至今在工业上应用并不广泛,在我国还未得到应用。
○4无苛性碱Merox固定床脱臭法[8]采用Merox-21新型高活性预制固定床催化剂,连续或间歇地向FCC 汽油中注入液体Merox CF活化剂和液氨(注入量均小于5×10-5),在进料温度40℃下,可将油中硫醇的质量分数由2×10-4降至5×10-6以下。
若用Merox-31催化剂,可进行煤油的无苛性碱脱硫醇。
1.3.1.2 纤维膜汽油脱臭工艺(MERICATSM技术)MERICATSM专利技术[9-11]是美国MERICHEM公司开发的应用于石油产品脱硫精制过程中的纤维膜接触器技术。
该项技术依据碱和油品表面张力的不同,采用一种纤维膜接触器,使油碱之间的接触及油品中杂质与碱的反应在液膜上进行,而不像传统精制过程那样在液滴之间球面上接触和反应,从而避免了因液滴强烈混合分散乳化而导致油碱分离困难。
其核心设备是纤维膜接触器,预碱洗和脱臭在纤维膜接触器中一步完成。
脱臭机理与Merox液-液法相似,即硫醇经碱和催化剂的作用,氧化为二硫化物(RSSR),同时微量的硫化氢也被氧化,生成硫代硫酸钠,而不是单质硫,因此,脱臭后汽油不会产生铜片腐蚀现象,具体的化学反应如下[12]:2RSH+0.5O2催化剂RSSR'+H2O2H2S+2O2+2NaOH 催化剂Na2S2O3+3H2O优点:该工艺不会产生油品和碱(胺)液的乳化或携带,因此,碱液沉降设备较小,节省了投资和占地面积,无预碱洗,流程短。
同时,由于金属纤维膜接触器创造的液膜为油碱反应提供了巨大的反应面积,加上采用较高浓度的碱液,大大提高了油品脱硫醇精制的效率。
不但提高了产品的质量,而且提高了碱的利用率,使碱渣量大为减少,操作成本降低。
该工艺不足之处[12,13]:该技术对各介质的纯净度要求太高,经常出现铜片腐蚀不合格的现象。
专利技术为每一种介质设置了精密的过滤设施,设备维修比较复杂。
1.3.2国内脱臭技术进展1.3.2.1微量碱脱臭法在原料油中加入微量碱-醇溶液,使其处在不出现油碱两相的条件下,把含微量碱的原料与空气混合,通过催化剂固定床层氧化,脱除硫醇。
此法对含较高分子量硫醇的油品也有很高的脱除效率。
AA-1剂微量碱脱臭法[14],常规的脱臭工艺较难脱除高级硫醇,导致总的脱硫效率较低。
AA-1剂工艺除保留了固定床法的优点外,更为重要的是将微量AA-1剂均匀地分散于油相中,增加了硫醇与碱分子充分接触的机会,不需要硫醇分子发生相转移,即可发生氧化反应。
因此,对高级硫醇具有较高的脱除效率,并使总的脱臭效率增加。
1.3.2.2无碱液脱臭法○1无碱脱臭(I)型工艺[15]原理:加速硫醇氧化,有两个途径,一是相转移的催化原理,将硫醇从油相转移到水相;二是在均相条件下进行硫醇氧化,消除因硫醇水溶性差造成对氧化速度的影响,该法不需使用水相(NaOH碱液),而使用一种活化剂(油溶性)在均相状态下脱硫,因此不存在相转移问题。
流程:与液-液法脱臭相比,有产品合格率高和废碱排放量少的优点。
缺点:由于我国催化原料变得越来越复杂,该工艺在使用过程中逐渐暴露出一些问题:1.该工艺过程使用的催化剂(磺化酞蓄钻、聚酞著钻)活性不够高、易流失,不适合做固定床催化剂。
2.现场浸渍时,仍需用NaOH水溶液,并且由于活性组份易流失,需定期补充含有催化剂的碱液,不仅增加劳动强度,而且造成废碱及含催化剂的废碱排放量增加。
3.数据统计显示,无碱脱臭(I)型工艺只能脱除20ppm,脱除率只有60%左右,当硫醇含量大于30 ppm时,该法很难将其中硫醇脱除到10 ppm以下。
○2无碱脱臭(II)型工艺[16-20]针对无碱脱臭Ⅰ型工艺在使用中暴露的一些问题,1994年,石油大学(北京)与武汉石油化工厂共同开发了无碱脱臭Ⅱ型工艺,该法在无碱脱臭(I)型工艺基础上开发出来的,使用AFS-12预制型催化剂及助催化剂ZH-22。
优点:催化剂活性高,寿命长,稳定性好,工艺比较先进,效率较高,具有很好的推广应用。
缺点:单独用固定床反应器操作压力比较低,催化氧化反应能力减弱,影响脱硫醇效果,因此要加压,但同时也要注意使注风量得到保证,操作费用高也是一个问题。
1.3.2.3 分子筛法[21]分子筛是一种合成沸石,具有选择吸附特性,可同时将H2S和有机硫,硫含量可脱除至10ppm以下。
其特点是物理吸附,无化学反应发生。
LPG脱臭采用分子筛法,主要是由于一些大孔分子筛可同时脱除水、H2S、CO2、CS2以及硫醇等。
其中13X分子筛是脱硫醇最好的吸附剂。
优点:无须预碱洗、无污染、常温吸附。
缺点:在260~290℃较高温度范围内再生,增大了再生过程的操作成本,且资金投入量大。
因此分子筛用于LPG脱硫醇受到限制。
国外仅美国和德国脱硫醇比较普遍使用分子筛法。
1.3.2.4生物催化脱硫醇法[22]生物催化脱硫技术是在温和的条件下,利用适宜的细菌或酶代谢过程催化特定的脱硫反应,释放出硫而将烃类保存下来的过程[23-25]。
细菌的生存是以硫而不是碳为能源。
在生化反应过程中,细菌或酶可以再生或自身补充。
在经济方面,设备投资及操作费用降低,且能有效地除去加氢脱硫难以除去的苯并噻吩[26]。
首都师范大学化学系课题组保存的微生物菌种对煤油中的硫醇进行处理,脱硫率可达30.6%,这种方法是较廉价降低石油产品硫醇含量的有效途径,有很好的发展前途。
但是目前还有很多要解决的问题,如脱硫率不高等,还没有投入到生产中。