催化技術(shù)在清潔燃料生產(chǎn)應(yīng)用中發(fā)展趨勢初探

周海旭（國民油井華高石油設(shè)備（上海）有限公司，上海 201801）

催化技術(shù)在清潔燃料生產(chǎn)應(yīng)用中發(fā)展趨勢初探

周海旭
（國民油井華高石油設(shè)備（上海）有限公司，上海 201801）

在清潔燃料的生產(chǎn)方面，現(xiàn)階段出現(xiàn)了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，用于生產(chǎn)清潔燃料的催化技術(shù)在持續(xù)不斷革新，特別是低硫汽油及柴油技術(shù)。在這些技術(shù)中，催化裂化（英文為FCC）降硫催化劑、汽油柴油吸附脫硫、汽油生物催化脫硫等技術(shù)特別令人關(guān)注。中國需要加強(qiáng)清潔燃料生產(chǎn)與催化技術(shù)的研究及發(fā)展，生產(chǎn)清潔的汽柴油燃料，為它們提供必要的儲(chǔ)備。

清潔燃料；汽油；柴油；脫硫催化技術(shù)；催化劑

1　清潔汽油與清潔柴油在標(biāo)準(zhǔn)上的變遷

越來越嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，讓全球煉油產(chǎn)業(yè)面臨著21世紀(jì)生產(chǎn)清潔燃料的巨大挑戰(zhàn)。歐洲和美國的煉油廠對于即將到來的挑戰(zhàn)，已經(jīng)在著手進(jìn)行研究，試驗(yàn)新技術(shù)。為了可以真正達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，歐盟煉油業(yè)已經(jīng)投資了80多億美元。美國面對著柴油含硫量減少的需要，也加大了投資的數(shù)額。澳大利亞為了將汽柴油的含硫量從500mg下降到2015年的50mg，煉油廠投資了14億美元。

中國是最大的發(fā)展中國家，也是發(fā)展最快的國家之一。這些年來，國內(nèi)的汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，車用汽油的質(zhì)量升級非常快，早在20世紀(jì)末就已經(jīng)停止了生產(chǎn)70號(hào)汽油及含鉛汽油。21世紀(jì)的第一年7月1日，北上廣三個(gè)大城市開始執(zhí)行烯烴體積分?jǐn)?shù)不大于34%的汽油規(guī)范。

尾氣中超標(biāo)的硫會(huì)對人體產(chǎn)生有害的化學(xué)轉(zhuǎn)換，會(huì)出現(xiàn)中毒的情況，也會(huì)引發(fā)產(chǎn)生一些致癌物質(zhì)。烯烴能降低發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，但是在汽車尾氣里會(huì)排放有毒有害的氣體，也會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生一些致癌物質(zhì)。因此，汽柴油的深度、超深度脫硫技術(shù)，汽油與柴油脫苯技術(shù)已經(jīng)成為了21世紀(jì)清潔汽油和柴油燃料生產(chǎn)的主要技術(shù)，目前正被大力地發(fā)展和使用。

2　國外的清潔汽油相關(guān)技術(shù)

2.1汽車汽油脫硫技術(shù)

在汽油組成里面，含硫比較多的物質(zhì)是FCC汽油，占美國所有汽油總量的29%，占西歐汽油總量的42%，在中國卻占到82%。FCC汽油占汽油全部硫的比例是90%，所以必須要降低FCC裝置里面的硫含量，這是降低汽油組成中含硫量的關(guān)鍵。

FCC加氫處理是完全可以去除硫氮化合物的，還可以使一部分芳烴做到飽和，加強(qiáng)LPG和汽油生產(chǎn)率，有效降低煙氣污染，降低焦炭的生成，加氫處理在進(jìn)行的過程中也不會(huì)對辛烷值有很大的影響。工業(yè)操作的實(shí)驗(yàn)表明，如果滿足汽油總構(gòu)成含硫30mg的標(biāo)準(zhǔn)，F(xiàn)CC汽油的含硫一定要在50～85mg才可以。

美國的50個(gè)煉油廠全部都有FCC相關(guān)裝置，有20個(gè)煉油廠都有FCC加氫處理相關(guān)技術(shù)。要想降低汽油和柴油中的硫含量，需要進(jìn)行一些處理，F(xiàn)CC進(jìn)料加氫處理技術(shù)就是非常好的一個(gè)方案，它可以減少其他處理的標(biāo)準(zhǔn)和要求。

這幾年，美國開發(fā)了很多能夠在FCC進(jìn)料加氫處理最新種類的催化劑。海德普索公司最新研制的CoNiMo催化劑完全可代替雙金屬類型的催化劑，可以在溫度很低和操作不方便的情況下保證同樣的脫硫效果。中國現(xiàn)在同樣也研究出了很多新型的催化劑，比如長安煉油廠研制的KH-25鑰鎳催化劑在340℃以下可以將硫含量0.8%和氮含量0.6%的蠟油進(jìn)行加氫技術(shù)處理，加氫生成的油硫含量可以下降到0.05%，而氮含量可以下降到0.02%。中國的渣油加氫處理相關(guān)技術(shù)目前處于全球領(lǐng)先水平。湛江渣油加氫脫硫相關(guān)裝置也實(shí)現(xiàn)了正常運(yùn)行，脫硫率達(dá)到90%，脫金屬率達(dá)80%。

2.2SCANFining技術(shù)

此技術(shù)是美國埃克森公司和荷蘭阿克蘇公司合作開發(fā)的，一個(gè)公司負(fù)責(zé)開發(fā)工藝，另一個(gè)公司負(fù)責(zé)開發(fā)催化劑RT-225。這個(gè)技術(shù)把全餾催化裂化汽油拆成三個(gè)部分：第一是具有低硫高烯烴含量催化汽油，用脫硫醇或選擇性地加氫脫硫的辦法將硫質(zhì)量降低，得到汽油調(diào)合組分。第二是硫和烯烴含量較小的裂化汽油，選擇性加氫脫硫把硫的含量降低了很多，最后得到汽油調(diào)合組分。第三就是高硫低烯烴含量催化重汽油，選擇性加氫脫硫 （也可以使用非選擇性的加氫脫硫技術(shù)）降低硫質(zhì)量的分?jǐn)?shù)，得到汽油調(diào)合組分，使用這樣技術(shù)脫硫率是93%。

經(jīng)過優(yōu)化催化劑配方配比與工藝條件，開發(fā)的第二代SCANFining技術(shù)可以將選擇性大幅度地提高，與第一代技術(shù)相同脫硫率的情況下，辛烷值的損失下降50%。

2.3催化裂化脫硫催化劑和助劑的使用

FCC進(jìn)料的硫含量一般在0.8%～2.7%，這樣的硫化物同時(shí)有烷基取代芳環(huán)含硫化合物和芳基硫化物。基環(huán)結(jié)構(gòu)基本的組成有唾吩、苯并唾吩、二苯并噬吩和其他的多硫化物。有一半的硫被FCC催化劑轉(zhuǎn)換成HzS，有6%被轉(zhuǎn)變?yōu)榻固浚?6%維持在輕循環(huán)油（LCO）與油漿（SCO）里。FCC汽油有硫醇和一般硫化物，烷基取代的苯硫酚和苯并邃吩，苯并嚷吩一般占汽油含硫的35%以上，去除是非常不容易的。

2.4汽油脫硫以后的技術(shù)處理

除去汽油里硫化物是比除去柴油中的硫化物簡單方便，利用FCC汽油加氫處理相關(guān)技術(shù)就會(huì)實(shí)現(xiàn)。FCC汽油的加氫技術(shù)可以處理成功的原因是能夠避免很多問題，比如在全餾分FCC汽油加氫脫硫的過程中，由于烯烴飽和會(huì)發(fā)生比較大的辛烷值耗損，硫化物濃縮是在FCC汽油里沸點(diǎn)高的那部分，不過烯烴主要集中在沸點(diǎn)低的部分，因此需要做好分餾工作。FCC重汽油（HCN）餾分使用加氫處理基本就可以讓汽油總構(gòu)成達(dá)到含硫100～150μg的要求，但是汽油的總構(gòu)成要達(dá)到非常低的含硫量，還應(yīng)該使中間餾分（ICN）同樣做好脫硫相關(guān)工作。

3　小結(jié)

環(huán)境保護(hù)觀念已經(jīng)深入人心，且被各國重視，過去為了發(fā)展經(jīng)濟(jì)而破壞環(huán)境的道路不能再走了。汽車是現(xiàn)代社會(huì)必不可少的交通工具，通過改變汽油柴油的催化技術(shù)，生產(chǎn)出對環(huán)境沒有污染的汽柴油，是技術(shù)人員的責(zé)任。應(yīng)大力加強(qiáng)生產(chǎn)清潔汽油，發(fā)展柴油催化技術(shù)，只有這樣，我們的環(huán)境才會(huì)更好。

［1］ 王軍民，袁鐵.超低硫清潔汽油的生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)展［J］.天然氣與石油，2015，（03）：57-58.

［2］姚國欣.面向21世紀(jì)的車用清潔燃料生產(chǎn)技術(shù)［J］.石油煉制與化工，2015，（04）：116-117.

［3］ 陳惠敏.21世紀(jì)的車用燃料-超低硫汽油和柴油［J］.煉油設(shè)計(jì)，2015，（09）：100-101.

［4］秦如意，張曉靜.FCC汽油吸附脫硫工藝的研究［J］.石油煉制與化工，2015，（07）：151-152.

［5］ 錢伯章.生產(chǎn)清潔汽油和柴油催化技術(shù)進(jìn)展［J］.工業(yè)催化，2015，（02）：135-136.

［6］ 朱向陽.清潔能源在高溫的應(yīng)用研究［J］.企業(yè)管理，2014，（04）：45-46.

［7］ 賈淑峰.淺談清潔能源在高溫系統(tǒng)里的重要性［J］.科技與企業(yè)，2014，（08）：118-119.

Exploration of the development trend of catalysis technology in application of clean fuel production

ZHOUHai-xu
（National Oilwell VarcoHuagaoPetroleumEquipment（Shanghai）Co.，Ltd.，Shanghai 201801，China）

In the production of clean fuels，there are new opportunities and challengesat the current stage，catalyst technology used for producing clean fuel has been continuously innovated，especially in low-sulfur gasoline and diesel technology.In these techniques，catalytic cracking（FCC in English）sulfur reduction catalyst，adsorption desulfurization of gasoline and diesel and gasoline biocatalytic desulfurization technology are of particular concern.China needs to strengthen the research and development of clean fuel production and catalytic technologies，produce clean gasoline and diesel fuel，and provide themwith the necessaryreserves.

Clean fuels；Gasoline；Diesel；Desulfurization catalysis technology；Catalyst

TE626.2

A

1674-8646（2016）11-0014-02

2016-04-26