李 倩(蘭州石化職業技術學院,蘭州 730060)
硫化催化裂化(FCC)汽油吸附脫硫工藝發展研究
李倩
(蘭州石化職業技術學院,蘭州730060)
作為一種應用非常廣泛的技術,硫化催化裂化(FCC)汽油吸附脫硫工藝符合清潔能源的生產標準,具有資金投入小的優勢,能夠有效的減少汽車污染物的排放量,緩解汽車尾氣污染問題。本文主要對FCC汽油吸附脫硫工藝進行簡述,闡述了FCC汽油吸附脫硫工藝發展狀況,對FCC汽油吸附脫硫工藝的發展趨勢進行展望,以期進一步擴大該工藝技術的應用范圍,為相關研究提供參考意見。
硫化催化裂化汽油;吸附脫硫工藝;發展研究
由于原油的性質,七成以上的原油在硫元素構成含量方面都超過0.5%,是大氣污染的一個重要方面,面對節能減排的發展趨勢,加大對原油硫含量的控制成為各個國家亟待解決的一項任務,對保護城市環境有極大的幫助。硫化催化裂化汽油吸附脫硫工藝憑借其優勢,受到社會各界廣泛的關注,發展前景非常廣闊。研究FCC汽油吸附脫硫工藝發展具有非常重要的意義,能夠有效的推動工藝技術的發展,實現燃料油的深度脫硫,促進城市的和諧發展。
硫化催化裂化(FCC)汽油吸附脫硫工藝具體指的是通過吸附劑脫去硫化物,分離汽油中所含的硫,減少汽油中的硫含量的方式。在實際應用過程中需要借助回轉床吸附器來實現,在該裝置中可以對汽油的餾分進行重復的吸附、脫離操作,直至硫含量符合國家規定的標準[1]。FCC汽油吸附脫硫工藝技術雖然不損失辛烷值,能夠最大限度的降低硫含量,但在生產效率方面存在很大的不足。當前FCC汽油吸附脫硫工藝主要包括化學吸附脫硫技術和物理吸附脫硫技術兩大類,其中前者又涵蓋IRVAD工藝、LADS脫硫技術等,而后者則包括TReND工藝和S-Zorb技術,不同工藝技術的應用范圍不同,所發揮的作用有所差異,各種技術要求的操作環境也不盡相同,具有各自的優勢,但也不可避免的存在一些弊端,這些吸附脫硫工藝技術在都能取得良好的汽油脫硫吸附效果。
2.1金屬氧化物基脫硫吸附劑的應用及發展
汽油中的Lewis堿包括氧原子、氮原子及硫原子等物質,這些物質含有孤對電子,具備同金屬氧化物進行反應的能力,這是金屬氧化物基脫硫吸附劑發揮作用的根本原理。汽油硫化物可以針對性的被吸附劑吸收,吸附準確性極高,大大降低了汽油中的硫元素的含量,脫硫后的汽油烴類元素能夠在設備的作用下進入到成品油中,對提高汽油的生產效率有非常重要的意義,避免烴類物質大量損失現象的出現。當前應用率極高的金屬氧化物基脫硫吸附劑包括氧化銅、氧化鋅及氧化鋁等,在原有基礎上進行進一步的性能優化后,能夠提高負載能力,硫化合物脫離更加徹底,在工業生產領域占據著極高的地位。
2.2分子篩基脫硫吸附劑的應用及發展
選擇性吸附劑-分子篩包括多種類型,能夠根據篩選的物質的分子大小來選擇分子篩孔徑的大小,可以對有效的將汽油中的含硫化合物脫離出來。當前在汽油脫硫工藝中應用比較廣泛的分子篩為Y型和X型兩大類,但要注意的是分子篩本身的脫硫功能不強,需要進行性能改進后,才能選擇硫化物的種類,發揮較強的脫硫活性[2]。分析篩因為類型的不同,在汽油硫含量方面脫離的效果也有一定的差異,因為優化性能的原理及制備途徑上的差異,對相同物質分子的吸附脫硫質量也各不相同。其中通過稀土元素、金屬離子這兩種方式進行優化后的分子篩功能強大,甚至能夠徹底清除硫元素,吸附能力明顯增強,針對性也有很大的改善,然而在稠環噻吩類硫化物及其衍生物方面的脫硫效果不理想,需要不斷改進。
2.3其它類型吸附劑的應用及發展
除了以上兩種吸附劑外,FCC汽油吸附脫硫工藝技術應用到的脫硫劑還包括其他種類,其中粘土吸附劑由于其結構的特殊性,能夠同硫化物交換離子,脫離出硫元素,尤其針對堿性硫化物有非常明顯的吸附脫硫效果[3];活性炭吸附劑則利用其良好的吸附作用,對結構相對簡單的硫醇、硫醚及無機硫等物質進行高質量的吸附脫離,具有很大的活性,如果進行深層的研究和完善,必然會成為FCC汽油吸附脫硫工藝技術的首選脫硫吸附劑。
隨著社會經濟的高速發展,環境問題日益嚴重,降低污染物的排放,保護生態環境成為世界范圍內的一項重要任務。近年來,國家相繼加大對汽油硫含量指標的控制力度,研發降低汽油中硫含量的技術勢在必行。污染小、有效降低硫含量、實施過程簡便、成本投入少是FCC汽油吸附脫硫工藝技術最顯著的特征,能夠進行重復利用,具有極高的應用價值[4]。在科學技術日益完善的現代化社會中,FCC汽油吸附脫硫工藝技術已經逐漸在一些城市試點推廣應用,形成了工業化發展模式,但在應用過程中也存在的一些不容忽視的問題,如:使用期限較短、需要不斷進行再生、再生過程復雜及硫容低等,影響吸附劑功效的發揮等。
在以后的發展過程中,要明確定位FCC汽油吸附脫硫工藝技術的發展重點,深入探索汽油硫化物的特征、結構和鍵能等基礎性質,把握吸附脫硫的工作原理和本質,并將工作重點放在簡化再生流程、延長使用時間、降低能量消耗、減少汽油辛烷值損失等方面,力爭研制出高性能的吸附劑,開發出液收、硫容較高的工藝,從而不斷優化脫硫吸附工藝技術的功能,大規模的應用于工業化生產領域。
[1]孟超,邵正昌,宋曉云.FCC 汽油吸附脫硫技術[J].環境科學與管理,2012,37(06):71-75.
[2]董世偉,秦玉才,阮艷軍.改性Y型分子篩對FCC汽油脫硫性能的研究[J].燃料化學學報,2013,41(03):341-345.
[3]潘光成,李濤,陶志平.催化裂化汽油液相吸附脫硫的研究[J].煉油技術與工程,2011,41(12):10-14.
[4]張萍,馬新龍.催化裂化汽油加氫及反應吸附脫硫進展[J].化工生產與技術,2012,19(02):41-44.