S-Zorb裝置汽油脫硫過程中吸附劑失活原因分析

田東陽(西安石油大學、陜西延長石油(集團)有限責任公司碳氫高效利技術研究中心， 陜西 西安 710000)

S-Zorb裝置汽油脫硫過程中吸附劑失活原因分析

田東陽(西安石油大學、陜西延長石油(集團)有限責任公司碳氫高效利技術研究中心， 陜西 西安 710000)

本文主要是針對汽油脫硫過程中存在的吸附劑失活的現象，采取一系列措施，使汽油的吸附性增強，而且在進行汽油脫硫時能夠減少資金的消耗，能夠在一定程度上提高汽油的使用效率，減少人力和物力，運用掃描電子顯微鏡(SEM)、X-射線衍射儀(XRD)等不同的方法對不同特征的吸附劑進行研究，從而分析S-Zorb裝置汽油脫硫過程中導致吸附劑的汽油吸附性較差的原因，通過對此問題的分析，可以看出，S-Zorb裝置汽油脫硫過程中會產生大量的硅鋅礦物質，在汽油脫硫的過程中會導致汽油中的氧化鋅的含量減少，當汽油中的氧化鋅含量過于低的時候就導致汽油的吸附性減弱。

S-Zorb裝置；汽油脫硫過程；吸附劑失活；原因分析

為了在汽油脫硫的過程中減少廢氣的排放，避免大氣污染，就應該對汽油進行脫硫，在脫硫的過程中，應該確保脫硫的質量達到燃料的標準數值。為了能夠減少大氣污染，使汽油能夠達到汽車燃油的相關數據標準，我國的石油公司研發了S-Zorb裝置進行脫硫，這項技術可以使汽油的脫硫效率提高，能夠實現完善的脫硫，能夠使汽油脫硫后還能夠達到完好的性能，不會浪費大量的原料，已經廣泛地應用于汽油的脫硫工作中，但是，在運用S-Zorb裝置進行脫硫的時候，會導致汽油的吸附劑失活，對此應該采取有效的措施來避免。

1 延安石油化工廠概況

延安石油化工廠屬于陜西延長石油(集團)煉化公司重點單位之一。去年新建一套S-Zorb裝置，本裝置采用S-Zorb催化汽油吸附脫硫技術，由進料系統、吸附反應及吸附劑再生、產品穩定和輔助工程四個部分組成。本試驗是延安石化廠進行的一組試驗，從而分析出S-Zorb裝置汽油脫硫過程中吸附劑失活原因。

2 S-Zorb裝置進行汽油脫硫的方法簡介

油品吸附脫硫是一項新技術，通過油品與吸附劑的充分接觸，將汽油中的硫醇、二硫化物、硫醚和噻吩類硫化物吸附至吸附劑，實現降低油品中硫含量的目的。目前，已報道的吸附脫硫技術中，脫硫效果最好的有兩種工藝，一種是由Black & Veatch Pritchard Inc與Alcoa Industrial Chemical 聯合開發的IRVAD 工藝；另一種是由Philips 石油公司開發的S-Zorb 工藝。在實際的應用中，對于硫含量超標，且是以硫醇硫為主的汽油一般采用堿洗(脫臭)的方法即可解決，但堿洗法會產生堿渣造成后續的處理的問題。目前工業裝置汽油脫硫技術主要是以汽油選擇性加氫脫硫和S-zorb兩大技術為主。選擇性加氫脫硫技術是在較低的壓力和溫度下對高硫汽油進行加氫脫硫，可以將硫含量在1000ppm左右的汽油中的硫含量降低到10ppm以下，吸附劑損失在0.6各單位左右。S-zorb汽油脫硫技術是中石化引進的國外汽油脫硫技術。可以將硫含量在600ppm左右汽油中的硫含量降低到10ppm以下，吸附劑損失在1個單位左右。

3 S-Zorb裝置進行汽油脫硫的實驗

3.1 汽油吸附劑的選用

在運用S-Zorb裝置進行汽油脫硫的時候，一般采用的是德國南方化學集團生產的S-Zorb裝置，使用的吸附劑一般分為原生劑和再生劑兩種主要形態制劑。

3.2 S-Zorb裝置進行汽油脫硫的實驗方法

3.2.1 對汽油的吸附劑進行物相的觀察

在對汽油的吸附劑進行物相的觀察的時候，要運用X-射線的方法，運用射線影像儀器，并運用X-射線儀器進行分析。

3.2.2 S-Zorb裝置進行汽油脫硫所使用的吸附劑的構成成分分析

S-Zorb裝置進行汽油脫硫所使用的吸附劑一般都是采用X射線熒光光譜法進行設計的。

3.2.3 S-Zorb裝置進行汽油脫硫所使用的吸附劑的形態分析

在對S-Zorb裝置進行汽油脫硫所使用的吸附劑的形態分析一般會使用吸附劑掃描電子顯微鏡，對吸附劑進行光譜化的分析，從而確定吸附劑的形態和特征。

3.2.4 S-Zorb裝置進行汽油脫硫所使用的吸附劑的檢測分析

在對吸附劑的孔徑進行分析的時候，一般采用的是物理吸附的方法，運用美國公司生產的物理分析儀器來分析。

3.2.5 S-Zorb裝置進行汽油脫硫所使用的吸附劑的主要元素分析

在對吸附劑的主要元素進行分析時一般采用的是X色譜分析的方法，采用電子色譜儀進行分析，將吸附劑進行分解，將其主要成分的化學元素進行逐一地分析。

4 S-Zorb裝置汽油脫硫使用吸附劑失活原因的分析

4.1 從S-Zorb裝置汽油脫硫使用的吸附劑的形態上分析其失活原因

S-Zorb裝置汽油脫硫吸附劑的形態可以分析原生型和再生型，原生型的吸附劑通過顯微鏡的放大可以發現其形貌呈現絮狀形態，通過色譜的分析，可以看出原生型的吸附劑的主要成分主要是由Zn構成的，Zn與吸附劑構成了不牢固的結構，在進行脫硫的過程中會導致Zn元素的脫落。再生型的吸附劑在顯微鏡下呈現出完整的形態，但是再生型的吸附劑結構比較散，其顆粒比較細致，呈現出大量的粉狀物，再生型的吸附劑由于其結構比較散，在進行脫硫的時候，會導致吸附劑里面的Zn元素在散亂的結構中分離出來，導致吸附劑的活性降低。

4.2 S-Zorb裝置汽油脫硫的過程中吸附劑的元素組成分析

表1是通過實驗總結原生型和再生型的吸附劑中的主要元素，從表中可以看出，吸附劑在進行汽油脫硫工作后，其中的鋅元素呈現下降的趨勢，但是，吸附劑中的三氧化二鋁的含量是呈現上升趨勢的，所以，可以推斷鋅元素的流失和三氧化二鋁元素的增加是導致吸附劑活性降低的主要原因。

表1 S-Zorb裝置汽油脫硫過程中原生型和再生型的吸附劑中元素的變化情況分析

4.3 通過實驗對S-Zorb裝置汽油脫硫過程中吸附劑的物質變化的分析

通過對原生型和再生型的吸附劑的承載物進行分析，在吸附劑進行脫硫后，使用酸洗處理后，可以發現，吸附劑在脫硫后其承載物質的結構會遭到破壞，導致其活性受到影響。

5 結語

隨著環境污染越來越嚴重，人們使用私家車的數量越來越多，對汽油進行脫硫工作是很有必要的，如何在汽油脫硫的過程中提高脫硫的效率，減少資金的使用是很關鍵的問題。S-Zorb裝置汽油脫硫過程中可以起到很好地脫硫效果，但是唯一存在的問題是 S-Zorb裝置汽油脫硫過程中吸附性的活性會降低，因此，本文通過實驗找出了造成吸附劑活性降低的原因，通過色譜的分析，可以看出原生型的吸附劑的主要成分主要是由Zn元素構成的，鋅元素與吸附劑構成了不牢固的結構，在進行脫硫的過程中會導致Zn元素的脫落，鋅元素的流失和三氧化二鋁元素的增加是導致吸附劑活性降低的主要原因，提高鋅元素的含量，防止鋅元素在脫硫過程中的流失，從而避免吸附劑的活性降低，提高汽油脫硫的效率。

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田東陽(1982-)，漢，陜西咸陽人，本科，研究方向：石油化工工藝。