清洁汽油:降低硫含量技术面面观

   欧美等国汽油的硫含量要求由200微克/克降至50微克/克以下,甚至提出了硫含量为5~10微克/克的“无硫汽油”的建议,

    我国车用汽油硫含量要求不大于0.05%

    随着国家对环境保护的日益重视以及环保法规的不断健全,生产低硫及超低硫汽油正逐渐引起人们关注。2005年前后,欧美等国家和地区汽油的硫含量由200微克/克降至50微克/克以下,甚至提出了硫含量为5~10微克/克的“无硫汽油”的建议。我国车用汽油国家标准与国外先进标准相比尚有一定的差距,GB17930-1999规定我国车用汽油硫含量不大于0.05%,自2005年7月1日起执行。

    据统计,我国催化裂化汽油约占成品汽油的70%、车用汽油中90%的硫来自催化裂化,如何降低催化裂化汽油中的硫含量成为人们关注的焦点。催化汽油的硫含量约为原料的10%,其硫化物主要以硫醇、硫醚、二硫化物和噻吩类形式存在,其中噻吩类硫的含量占总硫含量的60%以上,而硫醚硫和噻吩硫的含量占总硫的85%以上。

    目前,国内外主要降硫技术有加氢脱硫技术和非加氢脱硫技术。

    加氢脱硫技术

    OCTGAIN工艺。由美国埃克森美孚公司开发的一种全馏分催化汽油选择性加氢脱硫工艺。其特点是催化剂脱硫活性高,汽油硫含量由14200微克/克下降到10微克/克以下。烯烃饱和活性低,烷烃异构化活性高,稳定性好,辛烷值损失少,苯和蒸汽压无变化,硫醇含量低。低硫、高辛烷值汽油可直接用作汽油调和组分。该技术从1991年实现工业化以来,已经开发了三代技术。

    SCANfining工艺。该工艺为美国埃克森研究工程公司开发,催化剂RT-225是与荷兰阿克苏诺贝尔公司共同开发的。由于硫化物多存在于催化重汽油中,高辛烷值烯烃主要集中在催化轻汽油和催化中汽油中,故仅对催化中汽油和催化重汽油进行加氢脱硫,既降低含硫量又减少了辛烷值的损失。第一代催化剂RT-225既具有很好的活性稳定性,又具有很好的加氢脱硫/烯烃饱和选择性。研究结果表明,对于104℃~211℃的FCC汽油进行处理,可以将硫含量降到10~50微克/克,当脱硫率达到95%时,抗爆指数损失小于1.5。第二代催化剂使选择性进一步提高,达到与第一代同样的脱硫率时,辛烷值损失减少50%,硫含量低于10微克/克。

    RSDS和RIDOS技术。中国石化石油化工科学研究院(RIPP)开发的RSDS技术将汽油馏分切割为轻、中、重三种馏分。采取不同的处理方法,对轻馏分通过碱洗脱除硫醇,对重馏分进行加氢脱硫,对中馏分进行选择性加氢脱硫。该技术的特点是:烯烃饱和率低,氢耗低,辛烷值损失小。以高烯烃高硫催化汽油为原料,可生产硫含量低于200微克/克的产品,抗爆指数损失小于1个单位。

    OCT-M工艺。中国石化抚顺石油化工研究院(FRIPP)开发了OCT-M催化汽油选择性加氢脱硫催化剂及工艺成套技术。该技术将催化汽油切割为轻、重馏分。轻馏分通过碱洗脱硫醇,重馏分通过加氢脱硫,其反应温度为240℃~300℃、脱硫率可达85%~90%,抗爆指数损失小于1.5个单位。该技术已在广州石化总厂得到工业应用。

    非加氢脱硫技术

    S-Zorb临氢吸附脱硫技术。康菲公司开发的S-Zorb技术在临氢状态下进行吸附脱硫,其工艺是催化汽油通过吸附剂在流化床吸附器进行吸附,吸附过程中排出的一部分待生剂送再生器进行再生,循环操作。该技术可把硫脱到10微克/克以下。

    膜分离技术。S-Brane为Davison公司开发的选择性膜分离脱硫技术,采用催化裂化汽油轻馏分和中馏分为原料。当硫含量为500微克/克,于65℃~120℃条件下,通过一种高分子膜,膜下面用真空抽吸,约30%的汽油穿透薄膜,其硫含量为1600微克/克,需进一步处理,留在膜上的汽油占70%~80%,其硫含量为30微克/克,可直接作成品汽油的调和组分。该技术可以作为汽油选择性加氢脱硫装置的补充,大幅降低加氢脱硫装置的规模,降低投资成本。对于轻质汽油,硫含量可降低到20微克/克以下。

    氧化脱硫技术。氧化脱硫技术是利用油品中的有机硫化物很容易被氧化剂氧化为亚砜和砜类,而亚砜和砜类在极性溶剂中的溶解度远大于在汽柴油中的溶解度之特性。该技术不会降低汽油辛烷值,不需要氢气和加热炉,投资和操作费用均低于加氢脱硫,尚处于试验阶段。

    生物脱硫技术。生物催化脱硫(BDS)是利用微生物或它所含的酶催化含硫化合物,使其所含的硫释放出来的过程。汽油生物脱硫技术尚处于开发阶段。

    总体来看,我国汽油的质量与国际水平还有相当的差距,但在越来越严格的环保法规下,生产与国际质量接轨的清洁汽油是炼油行业发展的必然趋势。降低催化裂化汽油硫含量的方法很多,并且各有特点,但是真正工业化而且加工费用低、经济合理的技术并不多,因此研究开发适合我国炼厂实际需要的脱硫技术仍有许多工作要做。


 

来源:环球、油气周刊