淺談催化裂化汽油的加氫脫硫技術

李宗遇（中國石油天然氣股份有限公司錦西石化分公司 遼寧 125001）

20世紀末以來，隨著汽車工業的快速發展，世界內機動車的數量越來越多，隨之而來的空氣污染問題越來越凸顯，已經對人類生存的環境造成了極大的威脅，而這一現象的罪魁禍首之一就是汽車燃料的尾氣排放，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，因此現在各國積極開展催化裂化汽油加氫脫硫技術的研究，而我國當前的加氫脫硫技術主要是汽油裂化為輕汽油和重汽油兩種有機物，輕汽油的脫硫脫氧主要是對其進行加堿處理，而重汽油的脫硫處理則是采用加氫的工藝來實現[1]。

一、HDS脫硫技術的研究和分析

經過研究發現，雖然現在對催化裂化汽油的脫硫技術有很多種，但是這其中效果最顯著的是HDS脫硫技術，該項脫硫技術被廣泛應用于現代工業的生產當中，并且這種技術在加氫反應環節當中可以最大程度的降低汽油中硫化物的含量，在實際的脫硫操作中，該項技術中還會發生兩種化學反應，一種是芳烴加氫飽和反應另一種是烯烴加氫飽和反應，這兩種反應對汽油的辛烷值有一定程度的影響。在HDS加氫脫硫技術當中有兩種不同的路徑可以選擇：直接進行氫解和加氫，直接氫解這種途徑的原理是將汽油中硫化物的C-S化學鍵直接打斷進行脫硫處理，加氫這種途徑是先在噻吩環中加氫原子使其呈現飽和狀態，然后再打斷硫原子的化學鍵，經過分析噻吩環的加氫脫硫路徑，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的工藝流程介紹

將催化裂化汽油的烯烴集中在輕餾分當中，將催化裂化汽油的硫集中在重餾分當中，根據催化裂化汽油中硫的化學特征和烯烴的化學特征，對它們進行預加氫反應，在催化劑作用下混氫原料油會將二烯烴直接轉化為單烯烴，做這樣的預加氫處理是為了防止在后期的加氫脫硫反應中出現結焦現象，該反應通過硫醚化反應將一些輕含硫化物轉化為重含硫化物，并且也可以將輕硫醇轉化為重含硫化物，在這些反應的同時還會出現很多副反應，例如：烯烴的同分異構反應，這種副反應可以在一定程度上增加汽油的辛烷值[2]。在進行汽油的預加氫反應工作時要將催化裂化汽油分裂為重汽油和輕汽油兩種，針對選擇性重汽油加氫脫硫環節中，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重汽油進行調和[3]。

三、催化裂化汽油加氫脫硫技術的實驗研究

1.全餾分汽油選擇性預加氫實驗的研究分析

假設某汽油加氫脫硫公司的預加氫實驗裝置中壓力為2.4MP，溫度為110攝氏度，V=10，空速為3.0h-1，當對裂化汽油進行選擇性預加氫實驗時，如果是在1L加氫評價裝置上開展的，烯烴無法實現完全飽和，因此實驗中不會產生H2S，所以最終的結果是汽油中的硫含量沒有任何變化，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實驗的研究分析

在開展重汽油選擇性加氫脫硫實驗研究時要采用雙催化劑的實驗反應系統，第一種催化劑在反應中需要有較高的脫硫率，這樣做的原因是為了在第一反應階段完成最大限度的脫硫目標，也可以使實驗產生較少的烯烴飽和量，第二種催化劑應該具備較高的降低硫醇含量的功能，通過兩種催化劑對重汽油選型加氫脫硫反應的前后作用，不但可以控制烯烴的飽和還能夠保證實驗有很高的脫硫水平，對汽油的辛烷值損失也有一定的彌補作用。如果對上述實驗條件進行一定的改變再開展相同的實驗，對比結果并分析。假設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，實驗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，如果在該公司進行重汽油選擇性加氫脫硫和脫硫醇實驗，并且在100ml的加氫評價裝置上開展實驗，最終的實驗結果表明：產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數出現下降的現象，該方法雖然使汽油的辛烷值損失了近2個單位，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和實驗研究分析

實驗是將輕汽油按照一定數值比例進行加氫脫硫后重餾和輕餾實施調和，這樣就可以得到一種全新的油燃料，并且通過對新產品的性能研究分析之后發現，這種調和得到的新的油燃料與原來的汽油相比，其中的烯烴含量降低了2個百分點，雖然最終是燃料的辛烷值降低了0.5個基本單位，但是新產品中的硫醇和硫的總含量都得到了很大程度的下降，根據記錄的數據可以發現，新調和油燃料是完全符合國家清潔能源的標準。

結束語

綜上所述，對催化裂化汽油進行加氫脫硫實驗研究不僅可以完成脫硫得到清潔能源的目標，而且也能對燃料中的烯烴飽和加以控制，同時減少燃料的辛烷值損失，文中對輕汽油進行的實驗中烯烴沒有得到飽和，而且在實驗中沒有出現H2S，最終硫的總含量沒有發生變化，而對重汽油進行的選擇性加氫脫硫實驗中，烯烴的體積分數下降，硫醇含量有所增加，調和之后得到的新產品完全滿足國家IV清潔能源的標準，因此深入研究和分析汽油的脫硫技術能夠切實的提高我們的生活環境質量，并對國家的可持續發展戰略做出應有的貢獻。