油品烷基化催化精餾脫硫過程的多目標優化

趙其辰,張 鵬,楊伯倫

(西安交通大學 化學工程與技術學院,陜西 西安710049)

1 前 言

隨著我國汽車保有量的不斷增加及國家排放標準的進一步提高，針對汽油中含硫量的限制也不斷增強。目前國產汽油主要由催化裂化(FCC)汽油、直餾汽油、加氫裂化汽油、重整汽油、異構化汽油等組分調和而成，其中FCC汽油約占汽油成分的80%，而FCC汽油中的硫約占調和汽油總硫的90%，這當中，噻吩類硫含量最高，約占總硫含量的60%以上[1]。針對FCC 汽油的脫硫目前有加氫脫硫[2-3]、吸附脫硫[4-5]、烷基化脫硫[6-7]等工藝。其中烷基化脫硫由于脫硫效率高、操作條件溫和、運行成本低及辛烷值損失小等優點，近年來受到越來越多國內外研究者的關注。

烷基化脫硫通過油品內部的烯烴、噻吩及其衍生物發生加成反應，生成分子量更高的烷基化噻吩及其衍生物，從而使硫化物留在相對較少的重餾分中，再通過精餾的方法分離。反應主要包括噻吩及其衍生物烷基化主反應及烯烴自聚副反應，主副反應均為固體酸催化反應。

針對上述反應體系，Liu 等[8-9]利用密度泛函理論計算NKC-9離子交換樹脂在烷基化反應中的機理、開發了FCC汽油烷基化脫硫過程反應動力學模型，為烷基化脫硫工藝嚴格計算奠定了基礎；張澤凱等[10]利用固定床反應器研究了不同噻吩衍生物的烷基化脫硫表現，指出噻吩及其衍生物進行二次烷基化會導致烯烴聚合反應的大大增強。Zeng 等[11]通過制備新型固體磷酸催化劑，從催化劑調節角度進一步提高了烷基化脫硫的效率?！?br>