新型汽油脱硫技术的对比

新型汽油脱硫技术的对比

摘要：文章针对两种汽油脱硫新技术：RSDS-Ⅱ选择性加氢脱硫技术和S-Zorb 吸附脱硫技术，从反应机理、技术特点、设备特点各方面逐一对比，为炼油企业选择更适合生产实际的汽油质量升级技术提供参考。

关键词：汽油脱硫对比

1、前言

随着人们环保意识的不断增强，降低汽车尾气污染，改善空气质量，已经成为世界范围内的共识。各国对发动机燃料的组成进行了日趋严格的限制，以降低有害物质的排放。降低汽油中的硫含量将有效的减少汽车尾气中有害物质的排放。2017年10月执行的国V汽油标准要求成品汽油中的硫含量须小于10μg/g。

我国汽油组分将长期以催化裂化汽油为主，其份额占到80%左右。汽油质量升级主要是提高催化裂化汽油的质量，控制汽油中的硫、烯烃、芳烃含量和辛烷值等主要指标，与相应的国际标准接轨。而且我国绝大多数的催化裂化装置为重油和渣油催化裂化，和普通催化裂化相比，汽油中的硫含量更高，汽油脱硫难度更大，开发清洁燃料技术成为当前炼油行业技术创新的重点。

中国炼油企业多年来狠抓科技创新，积极推进以生产清洁燃料为主要目标，针对催化汽油脱硫技术引进和开发了两种新型工艺：（1）一次性买断引进美国康菲公司开发的S-sorb汽油吸附脱硫技术，2007年在燕山分公司建成国内第一套120万吨/年工业化装置；（2）由中石化石油化工科学研究院、洛阳石化工程公司、长岭分公司合作开发的RSDS-Ⅱ汽油选择性加氢脱硫技术，2008年在长岭分公司30万吨/年选择性加氢装置成功进行工业化试验。本文对这两种新工艺的反应机理、技术特点进行介绍、对比，为炼油企业选择更适合生产实际的汽油质量升级技术提供参考。

2、反应机理

为了了解RSDS-Ⅱ加氢脱硫和S－Zorb吸附脱硫这两类催化汽油脱硫工艺的区别，首先从脱硫机理比较。

大部分FCC汽油中的硫主要以四种方式存在，即：硫醇、硫化物（包括线性和立体）、噻吩和苯噻吩；硫醇和硫化物的加氢反应很快，通常在直接脱硫的条件下处于热力学平衡状态；噻吩和苯噻吩的加氢脱硫与烯烃的加氢饱和反应速率

相似，但一般噻吩和苯噻吩的加氢脱硫速度比烯烃饱和速度快，因此能够通过加氢的方式使FCC汽油的烯烃在没有完全饱和之前，噻吩和苯噻吩完成加氢脱硫反应。噻吩类直接脱硫过程是速控步骤，它能调节直接脱硫产物的硫含量。在加氢

反应过程中，烯烃和噻吩直接脱硫得到的H

2S会合成硫醇，因而烯烃、H

2

S和硫

醇之间的平衡会限制脱硫。硫醇的合成和分解速度非常快而且主要在反应器出口条件达到完全平衡。因此仅通过一个单纯的加氢工艺过程加工出含硫10ppm产品，并尽量使烯烃不饱和是有困难的。RSDS-Ⅱ技术首先将催化裂化稳定汽油切割为轻、重两个馏分，轻馏分（LCN）进入脱硫醇单元进行碱抽提脱除硫醇。重馏分（HCN）进入加氢单元进行选择性加氢脱硫，然后轻、重汽油混合，再经过氧化脱硫醇装置将剩余的硫醇彻底氧化。

S-Zorb技术则采用与加氢的原理完全不同的工艺，采用专有的吸附剂，运用吸附原理进行脱硫，在脱硫过程中，气态烃类与吸附剂接触后，在吸附剂和氢气的作用下，碳、硫键（C－S）断裂，硫原子从含硫化合物中除去留在吸附剂上，而烃分子则返回到烃气流中。该工艺过程不产生H

2

S，因而避免了硫化氢与产品中的烯烃反应生成硫醇而造成产品硫含量的增加，该技术与加氢过程机理比较如下：

RSDS-Ⅱ加氢脱硫技术反应机理：

S－Zorb吸附脱硫技术反应机理：

由于S-Zorb硫脱除技术基于吸附作用原理，因此对不同化合物中的硫的脱除速度与加氢过程有本质的区别。在加氢过程中很难脱除的含硫化合物在S－Zorb过程中很容易地被脱除；由于反应物流中没有H2S，并且缓和的加氢条件及非加氢类的吸附剂避免了生成硫醇，因此S－Zorb技术较易得到低硫产品，而且氢耗最小。另外由于其吸附剂完全不同于加氢催化剂，因此烯烃饱和很少，所以其产品的辛烷值损失也比加氢少。

3、工业装置流程对比

图1 S-Zorb吸附脱硫工艺原则流程

图2 RSDS-II装置原则流程

图3 RSDS-II装置HCN加氢单元原则流程

图4 RSDS-II装置脱硫醇单元原则流程

从图1～图4可以看出，S-Zorb工艺流程相对简单，可以直接对催化汽油全馏分脱硫；RSDS-II工艺流程针对不同硫形态进行分段脱硫，由分馏单元、轻馏分（LCN）碱抽提脱硫醇单元、重馏分（HCN）加氢脱硫单元，流程相对较长。

4、技术特点对比

4.1 S-Zorb技术的特点

★辛烷值损失小：Phillips开发的吸附剂具有较好的烯烃饱和防护功能，使用独特的化学性能，烃类中的硫被吸附出来，而不是用传统的加氢反应将硫脱除；

★产品体积损失小：该技术可以在保持辛烷值很小损失的情况下，产品的体积收率基本不损失；

★可以生产硫含量低于10ppm的产品，甚至更低；

★低氢耗 0.16-0.2m%：由于该技术不是加氢处理，因此氢耗更低；

★不需要将FCC汽油进行分馏：该技术可以加工全馏分的FCC汽油，因此就不需要分馏装置；

★较低的操作费用：综合考虑运转周期、辛烷值损失、收率损失以及操作参数等各因素，该技术具有比较低的操作费用；

4.2 RSDS技术特点

★工艺操作简单，采用普通加氢工艺和汽油碱洗工艺；

★辛烷值损失小；辛烷值损失小于1.0；

★可以生产硫含量低于10ppm的产品；

★低氢耗在0.11～0.22%；

★产品收率高，可达99.0％；

5.工业装置运行参数对比

5.1、操作条件

表1 操作条件对比

从上表看出S-Zorb相对RSDS-II工艺，操作条件显然更为苛刻，但辛烷值损失较低。

5.2、能耗对比

表2 120万吨/年催化汽油吸附脱硫装置能耗