加氢脱硫
加氢脱硫催化剂的研究进展
文献总结1前言随着我国经济的持续快速发展、城市化进程的加快和人民生活水平的不断提高,我国各种油品的需求量与日俱增。
柴油是石油炼制的大宗产品之一,广泛用作柴油车、铁路内燃机车、船舶、大型发动机组等的燃料。
近年来随着柴油发动机技术的发展,特别是电喷技术的应用,使得世界各国对柴油的需求量越来越大。
我国现生产的柴油品种分为轻柴油、重柴油及专用柴油,其中轻柴油约占柴油总产量的98%。
表1列出了近几年我国原油和成品油的消费状况[1]。
从表中可以看到,2005年我国原油消费299.86 Mt,相比2000年增长了34.9%,年均增长率为6.2%。
成品油的消费比原油增长更为迅速,2005年我国汽、柴油的表观消费量预2000年相比分别增长了31.6%和55.6%,年均增长率为5.6%和9.2%,柴油增长速度大于汽油。
表1 近年来我国原油、成品油消费状况一览表Mt年份原油汽油柴油煤油2000 222.32 36.80 70.50 9.132001 217.64 35.48 74.07 8.242002 231.07 37.23 76.21 8.712003 252.32 40.16 83.74 8.642004 291.83 47.09 103.73 10.622005 299.86 48.42 109.68 10.49 另外,随着我国自产原油的日益重质化、劣质化以及进口的含硫和高硫原油逐年增加,优质油品越来越少。
目前世界上含硫原油(硫含量为0.5%~2.0%)和高硫原油(硫含量2.0%以上)的产量已占世界原油总产量的75%以上,其中硫含量在1%以上的原油超过世界原油总产量的55%,硫含量2%以上的原油也占30%以上。
目前全球炼油厂加工的原油平均相对密度是0.8514,平均硫含量是0.9%,2000年后,平均相对密度将上升到0.8633,硫含量将上升到1.6%。
此外,原油中重金属铁、钒、镍的含量也有上升趋势[2]。
汽油加氢脱硫技术的应用与发展对策
汽油加氢脱硫技术的应用与发展对策【摘要】汽油加氢脱硫技术是一种有效的降低尾气硫含量的方法,对环境保护和汽车动力性能有重要意义。
本文从技术原理、应用情况、发展趋势、优势挑战和发展对策等方面进行了全面分析。
当前,汽油加氢脱硫技术在汽车尾气处理领域应用广泛,但仍存在技术优化的空间。
未来该技术发展趋势将更加智能化、高效化,但也面临着成本、能源利用等挑战。
为此,建议加大对技术研发的投入,优化工艺流程,提高技术集成水平,推动技术的发展与应用。
汽油加氢脱硫技术有望在未来为汽车尾气净化和环保事业做出更大贡献。
【关键词】汽油加氢脱硫技术、应用、发展对策、原理、现阶段、趋势、优势、挑战、对策建议、总结、未来展望、建议。
1. 引言1.1 背景介绍汽油加氢脱硫技术是指通过在加氢装置中将汽油与氢气反应,使其中的硫化合物转化为硫化氢并从汽油中去除的技术。
随着全球对环境保护的重视和汽车尾气排放标准的不断提高,汽油加氢脱硫技术逐渐成为一种重要的净化汽油的方式。
随着社会经济的迅速发展和人们生活水平的提高,汽车已成为人们生活中不可或缺的交通工具。
汽车的大量使用也带来了尾气排放的问题,其中硫化物是造成大气污染的主要组成之一。
硫化物在大气中的存在不仅会对人们的健康造成影响,还会对大气环境和生态系统造成破坏。
为了减少汽车尾气中硫化物的排放,汽油加氢脱硫技术应运而生。
通过对汽油进行加氢反应,并采用适当的催化剂,能够有效地将汽油中的硫化物转化为无害的硫化氢,从而实现汽油的净化和环境保护的目的。
该技术不仅具有环保意义,还可提高汽油燃烧效率,减少尾气中有害物质的排放,是一种具有广阔应用前景的净化技术。
通过对汽油加氢脱硫技术的研究与应用,可以进一步提高汽车尾气排放的环保水平,促进汽车工业的可持续发展,实现汽车产业与环境保护的良性互动。
1.2 研究意义汽油加氢脱硫技术的研究意义主要体现在以下几个方面:随着全球能源消费的不断增长,汽油作为主要的燃料之一,在交通运输和工业生产中占据着重要地位。
催化裂化汽油加氢脱硫技术及工艺流程分析
催化裂化汽油加氢脱硫技术及工艺流程分析摘要:经济与社会不断发展、进步,人们生活水平不断提升,我国机动车数量也在快速攀升,与此同时,由机动车尾气排放对环境造成的污染也越来越明显,因此对催化裂化汽油加氢脱硫技术进行研究极具现实意义。
基于此,文章对汽油燃烧排放的硫化物种类及其危害进行了阐述,分析了催化加氢脱硫(HDS)反应原理,并对催化裂化汽油加氢脱硫技术及其工艺流程进行可分析,以期能够为提升汽油脱硫处理质量提供有效参考。
关键词:催化裂化;汽油;加氢脱硫;应用低硫含量是当前世界车用汽油应用发展的主要趋势之一。
对于我国的车用汽油而言,其四分之三以上是催化裂化汽油,也称为FCC汽油。
然而,FCC汽油具备烯烃、硫含量较高,安定性不高的缺陷,对车用汽油指标造成不良影响,此类汽车用油的污染物排放标准难以达到国际先进标准,甚至与国内最新的机动车污染物排放指标相去甚远。
虽说汽油中硫化物含量值不是最高,但是其产生的危害却极大。
一方面,硫化物燃烧生成物主要是SOx的形式,也是引发酸雨的主要因素,而且SOx排放过大也会刺激NO,、CO这些有毒有害气体的生产与排放。
另一方面,硫化物还会使汽油燃烧时还会导致汽车尾气转化器催化剂失效,NO、SOx、CO等有害气体的排放量进一步增加,降低城市空气质量。
除此之外,硫化物也会对金属设备产生一定程度腐蚀危害,影响汽油泵等相关部件的使用寿命,提高了事故概率。
一、催化加氢脱硫(HDS)反应原理分析HDS反应原理,主要是利用在石油中加氢使得含硫化合物氢解形成相应的烃合物与H2S,进而脱去石油中的硫原子,其过程中C—S键的断裂与相应断裂物的饱和是最为基本的化学反应。
例如噻吩和苯并噻吩的HDS过程通常包含了加氢与裂解两途径。
通过加氢使噻吩环双键饱和接着开环脱硫形成烷烃,再通过裂解反应使开环脱硫形成丁二烯,丁二烯在氢环境中饱和。
噻吩经过加氢脱硫处理后主要产生丁二烯、丁烯,丁烷、C2、C3产物则少得多。
加氢脱硫催化剂使用说明书
T203/T204 型加氢脱硫催化剂使用说明书
2
3. 产品质量指标
项目 活性(噻吩转化率%): 磨 耗(%):
T203 ≥60( HT 标准) ≤3
T204 ≥60( HT 标准) ≤3
4. 产品的使用
4.1 适用条件 T203、T204 型加氢转化催化剂适用于气态烃、液态烃中含硫量小于 1000PPm,及少量不饱和烃的
经预硫化的催化剂用循环氮或天然气升温到正常操作温度,然后再导入工艺原料-石脑油或天然 气以及循环氢气。其正常操作按前述适用条件控制。
未经硫化的催化剂不能用氢气或富氢气升温,因为这样会降低催化剂活性,热的硫化后的催化剂 与纯氢接触会使一部分硫从催化剂中逸出,也会使催化剂失活。基于上述考虑,建议在脱硫装置开车 时,应同时导入石脑油(或天然气)与循环氢。
2.2 化学组成 钼(Mo%): 钴(Co%): 镍(Ni%): Al2O3(%):
T203 灰兰色条状物 Ф3×5~10ห้องสมุดไป่ตู้0.75~0.85 ≥50 180~240 ≤3
催化汽油加氢脱硫技术
1前言120×104t/a 催化汽油加氢脱硫装置为中国石油锦西石化公司汽油质量升级工程项目的一部分,2007年初通过初步设计,同年5月破土动工,2008年6月1日装置一次开车成功,生产出合格汽油产品。
该项目为中国石油首次引进法国Axens 公司的Prime-G +技术在国内催化汽油加氢脱硫装置中实施应用。
该技术方案主要以催化汽油为原料,生产满足京Ⅳ排放标准的汽油,完成了汽油质量升级的目标。
2008年锦西石化公司主要供奥运会期间北京地区用油,供油量在100×104t 左右,经济效益和社会效益显著。
2Prime-G +汽油加氢技术2.1国内汽油加氢脱硫技术国内汽油加氢技术主要有两家:石油化工科学研究院(RIPP)的RSDS 工艺和抚顺石油化工研究院(FRIPP)的OCT-M 工艺。
与国外技术相比,RSDS 和OCT-M 工艺技术虽然在反应压力、体积空速、氢油比、化学氢耗等方面基本相当,但工艺流程和汽油辛烷值损失存在一定的区别。
国内两家技术都是将催化裂化汽油馏分切割为轻、重两部分,对重馏分进行加氢脱硫。
两家技术的缺点是RON 损失大(理论上损失1.0~2.0个单位),同时需要碱液抽提脱硫醇或者无碱脱臭。
2.2Prime-G +汽油加氢技术Axens 公司的Prime-G +是在Prime-G 的基础上发展起来的采用固定床双催化剂的加氢脱硫技术。
该技术能够在保证脱硫的同时,尽量减少烯烃的饱和。
其工艺流程包括:全馏分选择性加氢(SHU)及分馏,重汽油选择性加氢脱硫(HDS)。
在全馏分加氢过程中,发生以下反应:二烯烃的加氢、反式烯烃异构为顺式烯烃、轻硫醇及轻硫化物与烯烃发生硫醚化反应转化成较重的硫化物。
在SHU 过程中,硫醇、轻硫化物和二烯烃含量降低,但总硫含量并不降低,仅把轻硫化物转化成重硫化物,无H 2S 生成,烯烃不被饱和,所以产品辛烷值不损失。
SHU 后,经分馏可以生产低硫和无硫醇的轻石脑油,硫醚化生成的重质硫化物在分馏的时候留在重质汽油中[1]。
加氢脱硫反应
加氢脱硫反应
加氢脱硫反应是一种重要的化学反应。
在这个反应中,硫化物会与氢气反应,产生硫化氢和水。
这种反应在石化工业中非常常见,可以用来净化燃料油和天然气,使其达到环保标准。
同时,加氢脱硫反应也可以用来制备一些有机硫化合物,如硫代乙酸酯等,这些化合物在药物和农药工业中有着广泛的应用。
加氢脱硫反应的催化剂主要有镍、钼、钨等金属元素,其中钼酸铵和硫酸钼酸铵是最常用的催化剂之一。
该反应的反应条件包括反应温度、反应压力、反应时间等因素,这些因素对反应的速率和产物选择性都有着重要的影响。
加氢脱硫反应是一种基础而重要的反应,深入研究它的反应机理和控制条件,对于开发高效、环保的化学制造工艺具有重要的意义。
- 1 -。
加氢脱硫反应动力学研究进展
能 约在 2 J to 相 比较 高 。 Ok / l o
级 动力 学方 程 的结 合 形 式 , 立 了如 下 的积 分 建 一
I T 上
13 二 苯并 噻 吩类加 氢 脱硫 反应 动 力学 . 二 苯并 噻 吩和烷 基二 苯并 噻 吩类是 车 用燃料 中难 脱 除 的硫 化 物 , 而在 D Ts中 4 甲基 二 苯并 B 一
数都 在 O 。 ~1 在 活化 能方 面 , 些 学 者 测 得 噻 吩 在 各 催 化 这
D B 最难 脱 除 , 主 要 是硫 原 子 受 到 了旁边 MD T) 其 的甲基基 团的 空 间位 阻影 响 , 因此 关 于 DB Ts的 反应 机理 和 动力 学研 究对 油 品的深 度脱 硫 至关重
中 图分 类 号 : 2 . 。 1 TE6 4 4 3 。 文献标识码 : A 文 章 编 号 : 0 80 1 (0 1O —0 20 10 —5 12 1) 40 6 —5
来 源 于石油 的车 用燃 料 中含 有一 定 量 的硫 ,
是形成 大气 污染 的主要 污染 源之一 。车用 燃料 在 发动机 里燃 烧 , 化 物转 化 成 S 进 入 废 气 中 , 硫 从 而导 致 环 境 的污 染 。随 着 环 保 要 求 的不 断提 高, 减少 车用燃 料 中的硫 质量 分数 刻 不容缓 。许 多 国家都 颁布 了严 格 的环境 法 规 , 限定 和 控制 车
综 述 专论
S N &E N O 化 E0,4 6 C C T H L Y工H21IU R I E C O GI 技 IL D2Y E 科 ,A (: 6 N M 1)  ̄ C C 6 19 N
加 氢 脱 硫 反 应 动 力 学 研 究 进 展
加氢脱硫技术
加氢脱硫技术毕业论文摘要加氢脱硫(HDS)技术是现在公认的最有效,最经济的的脱硫方法,而加氢脱硫技术的关键是加氢脱硫催化剂的选择。
目前加氢脱硫催化剂的一般组成为Co-Mo/Al2O3,即将氧化钴和氧化钼负载在活性氧化铝上。
这类加氢脱硫催化剂是以Mo的硫化物作为活性组分,以Co的硫化物为助催化剂,以Al2O3为载体所组成的。
当金属单独存在时催化活性并不高,只有二者同时存在时,才具有良好的催化活性。
在Co-Mo体系中,Co的加入不但对加氢脱硫反应起着促进作用,而且对异构烯烃的加氢还有轻微的抑制作用,相比之下正构烯烃的加氢饱和受到Co的抑制作用更强,因此能达到更好的加氢脱硫的目的。
本文使用智能重量分析仪(Intelligent Gravimetric Analyser)测得了不同温度下的异戊二烯(Isoprene)、1-戊烯(1-Pentene)及噻吩(Thiophene)在CoMo/γ-Al2O3选择性加氢脱硫催化剂上的吸附-脱附等温线及程序升温脱附曲线(DTG)并研究了其扩散性能。
结果表明:不同吸附质在CoMo/γ-Al2O3选择性加氢脱硫催化剂上的饱和吸附量由大到小的顺序为:噻吩>异戊二烯>1-戊烯;程序升温脱附曲线(DTG)显示噻吩与该催化剂存在两种吸附作用,即物理吸附和化学吸附,化学吸附形成Co-Mo-S相,可有效的提高加氢脱硫催化剂的选择性,而1-戊烯和异戊二烯在该催化剂上只存在一种弱吸附作用。
动力学结果表明三种不同吸附质的相对扩散系数大小顺序为1-戊烯>噻吩≈异戊二烯。
关键字:CoMo/γ-Al2O3;噻吩;1-戊烯;异戊二烯;吸附扩散AbstractAt present the most effective and economical desulfurization method is the hydrodesulfurization (HDS) technology and the key to hydrodesulfurization technology is the hydrodesulfurization catalysts. Now the general composition of the hydrodesulfurization catalyst is Co-Mo/Al2O3, which was prepared by loading cobalt oxide and molybdenum oxide in alumina. This kind of hydrodesulfurization catalyst use Mo-sulfide as active component, Co-sulfide as promotor catalyst, and Al2O3as the support. The catalytic activity is not high if only one metal active compound exist, but this catalyst showed a good catalytic activity when two active components (Co, Mo) were loaded. In the Co-Mo system, Co is not only promoting the hydrodesulfurization reaction, but also inhibiting the hydrogenation of heterogeneous olefins mildly, at the same time, the hydrogenation saturation of olefins is strongly inhibited by the influence of the Co, which can induce to a better hydrodesulfurization performance.An adsorption-desorption isotherms and temperature-programmed desorption curves of thiophene, 1-pentene and isoprene along with the diffusion coefficients on selective hydrodesulfurization c atalyst CoMo/γ-Al2O3were determined by an intelligent gravimetric analyzer (IGA) at different temperatures. The results indicated that: the order of saturated adsorption capacity of thiophene, 1-pentene and isoprene on CoMo/γ-Al2O3 is in: thiophene > isoprene > 1-pentene. The temperature programmed desorption curves of thiophene show that there were two kinds of adsorption, i.e. physical and chemical, and the phase of Co-Mo-S formed by chemical adsorption interaction, can effectively improve the selectivity of CoMo/γ-Al2O3catalysts. While for 1-pentene and isoprene, there was only one weak adsorption between adsorbent and catalyst. Kinetic results show that the relative diffusion coefficient on Co Mo/γ-Al2O3in the order of 1-pentene >thiophene ≈ isoprene.Key word: CoMo/γ-Al2O3; Thiophene ; 1-Pentene; Isoprene ; Adsorption and Diffusion目录前言 (1)1文献综述 (3)1.1 引言 (3)1.2 加氢脱硫技术 (4)1.2.1 加氢脱硫技术的发展现状 (4)1.2.2 加氢脱硫技术的不足 (5)1.2.3 加氢脱硫催化剂 ............................. 错误!未定义书签。
催化加氢—蒸馏技术在加氢脱硫中的应用与对比
催化加氢—蒸馏技术在加氢脱硫中的应用与对比身份证号:******************摘要:汽油作为发动机主要燃料的局面短期内不会得到明显改观,而国家对汽油质量标准的要求也愈来愈严苛。
就国内当前颁布实施的国Ⅵ标准而言,要求硫含量≤10mg/kg的条件下,对汽油烯烃、芳烃等组成提出了更高要求,其中烯烃含量分阶段由24%降至18%~15%;芳烃含量由40%降至35%。
生产满足国Ⅵ标准清洁汽油的原料主要来自催化裂化(FCC)汽油,FCC汽油中的硫化物以二硫化物、硫醚、硫醇、四氢噻吩、噻吩和苯并噻吩等有机化合物为主,主要集中于重组分中,而FCC汽油中的烯烃组分主要集中于轻组分中。
基于此以下对催化加氢—蒸馏技术在加氢脱硫中的应用与对比进行了探讨以供参考。
关键词:催化加氢—蒸馏技术;脱硫率;催化剂;辛烷值;传统加氢脱硫技术引言汽车尾气造成的环境污染问题已经引起了各个国家的广泛关注,柴油作为重要的汽车燃料,其燃烧后排放的含硫化物、氮氧化物等物质会对环境造成严重污染,含硫化物不仅是酸雨形成的主要因素,还是形成PM2.5颗粒物的主要原因。
因此世界环境保护组织对于汽车尾气的排放标准越来越严格,修订了多版车用燃料标准,目的是不断提高柴油质量,减少污染物的排放量,这是当前各个国家的最为关注的问题。
柴油在燃烧过程中,会生产二氧化硫,同时会生成少量硫酸盐颗粒,部分二氧化硫会再次发生反应,生成硫酸和硫酸盐,这会增加颗粒物的排放,导致雾霾出现,所以降低柴油中的硫含量对环境保护具有重要意义。
1催化蒸馏技术概述1.1催化蒸馏技术是指催化反应和蒸馏操作在同一塔内进行,适用于反应产物的相应的精馏温度,具有转化率高、选择性高、产品纯度低、能耗低、易于控制、维修等优点,可用于醚化、异构化、选择性加氢、烷基化等催化目的地用于催化裂化汽油的选择性加氢脱氢反应,为进一步研究目的地催化技术的适用性,我们在FCC装置中进行了催化精馏中广油的应用试验。
加氢脱硫催化剂总结
加氢脱硫催化剂总结一、负载型催化剂1.1 活性组分加氢脱硫精制催化剂的活性组分一般是过渡金属元素如Mo、Co、Ni、Pt 和Pd 等及其化合物。
这些金属元素都具有未充满的d电子轨道,且具有体心或面心立方晶格或六方晶格,无论是从电子特性还是几何特性上均具备作为活性组分的条件。
由于这些金属元素间存在协同效应,几乎所有的加氢精制催化剂都由二元或多元活性组分组合而成。
最常用的加氢精制催化剂金属组分的最佳搭配为Co-Mo、Ni-Mo、Ni-W,三组分的有Ni-W-Mo、Co-Ni-Mo等,选用哪种金属组分搭配,取决于原料的性质及要去达到的主要目的。
加氢脱硫催化剂制备过程大多是将金属组分直接浸渍于γ- Al2O3载体上,然后进行干燥、焙烧即得氧化态的催化剂。
使用时需先进行预硫化将其转化为硫化态才具有较高的催化活性。
由于负载型催化剂中的载体没有活性或活性很低且载体所占比例很大,从而导致负载型催化剂的催化活性不是很高,难以满足生产超低硫柴油(硫含量低于50μg/g或30μg/g,甚至10μg/g)的要求,所以人们又逐渐把注意力转移到另一类全新的催化剂上,即非负载型加氢脱硫催化剂或称为Bulk催化剂。
1.2 助剂HDS催化剂常用的助剂为P、F、B等,目的是调节载体的性质,减弱金属与载体间强的相互作用,改善催化剂的表面结构,提高金属的可还原性,促使活性组分还原为低价态,以提高催化剂的催化性能。
硼与Al2O3反应生成Al-O-B键,B-OH的酸强度比Al-OH高,因而B的引入增加了载体的表面酸度。
此外B的电负性比Al的大,因而Mo7O246-与B3+作用比Al3+的强,使八面体Ni2+或Co2+增多。
在载体表面有更多的CoMoO或NiMoO,产生更多的加氢脱硫和加氢活性中心,从而提高催化剂的活性。
加氟能提高载体的酸性,增强催化剂的裂化和异构化能力,提高C-N、C-S、C-O氢解反应活性,同时降低Al2O3的等电点,改善金属分布,提高催化剂的加氢活性。
渣油加氢脱硫装置胺液发泡的原因及其处理方法
69一、装置概况中石油云南石化有限公司400×104t/a渣油加氢脱硫装置采用CLG公司的固定床渣油加氢脱硫工艺技术,以常压渣油(AR)、减压渣油(VR)、减压重蜡油(HVGO)和焦化蜡油(CGO)为原料,经过催化加氢反应,进行脱除硫、氮、金属等杂质,降低残碳含量,为催化裂化装置提供原料,同时生产部分柴油,并副产少量石脑油、粗石脑油和含硫干气。
本装置的特点反应部分设置两个系列,每个系列可以单开单停(单开单停是指装置内二个系列分别进行正常生产和停工更换催化剂)。
随着渣油加氢装置超负荷运行,胺液系统带有油和杂质,直接表现为贫胺液颜色变暗,呈浓酱油色。
由于胺液系统带油和杂质,胺液发泡导致循环气气相带液,使得循环氢压缩入口分液罐液位高高连锁,循环氢压缩机停,导致装置停工。
二、胺液发泡的机理和现象1.胺液系统流程。
胺液脱硫系统分为胺液存储系统和高压脱硫系统,流程见图1。
从图1可以看出循环氢脱硫塔(C-0201)脱硫溶剂采用甲基二乙醇胺(MDEA)溶液,贫胺液从贫胺液缓冲罐(D-0205)经高压贫胺液泵(P-0202A/B)抽出后进入循环氢脱硫塔(C-0201)上部,胺液与原料逆向接触脱除H 2S,富胺液从C-0201底部出装置再生。
自冷高压分离器(D-0202)顶部出来的冷高分气进入高压离心分离器(D-0203)除去携带的液体烃类(这些液态烃会使胺液发泡,导致循环氢压缩机停机)。
图1循环氢脱硫塔流程2.胺液发泡机理。
气泡是由溶液中的气体分子与液体分子相互碰撞,进行能量交换,使相邻气体分子发生聚合,并克服液体的表面张力而形成的。
由于气泡密度远低于液体的密度,气泡快速上浮到液面,并受液面液膜的作用而聚集于液面处,形成由液膜隔开的气泡聚集体,即泡沫。
当泡沫达到一定高度后,就会在塔盘上形成泡沫层,这样溶液就会被泡沫阻拦不能向下流动,愈积愈多,造成塔盘积液。
当塔盘上液层达到一定高度后气液两相由逆向流动转为同向流动,最终导致溶液从塔顶溢出,造成液泛。
加氢精制和加氢裂化介绍
加氢精制和加氢裂化介绍加氢精制和加氢裂化介绍一、加氢精制加氢精制主要用于油品精制,其目的是除掉油品中的硫、氮、氧杂原子及金属杂质,改善油品的使用性能。
由于重整工艺的发展,可提供大量的副产氢气,为发展加氢精制工艺创造了有利条件,因此加氢精制已成为炼油厂中广泛采用的加工过程,也正在取代其它类型的油品精制方法。
㈠加氢精制的主要反应加氢精制的主要反应有:1、加氢脱硫2、加氢脱氮3、加氢脱氧4、重质油加氢脱金属5、在各类烃中,环烷烃和烷烃很少发生反应,而大部分的烯烃与氢反应生成烷烃。
在加氢精制中,加氢脱硫比加氢脱氮反应容易进行,在几种杂原子化合物中含氮化合物的加氢反应最难进行。
例如,焦化柴油加氢精制时,当脱硫率达到90%的条件下,脱氮率仅为40%。
加氢精制产品的特点:质量好,包括安定性好,无腐蚀性,以及液体收率高等,这些都是由加氢精制反应本身所决定的。
㈡加氢精制工艺装置加氢精制的工艺流程因原料而异,但基本原理是相同的,如图3-10所示,包括反应系统、生成油换热、冷却、分离系统和循环氢系统三部分。
1、反应系统原料油与新氢、循环氢混合,并与反应产物换热后,以气液混相状态进入加热炉,加热至反应温度进入反应器。
反应器进料可以是气相(精制汽油时),也可以是气液混相(精制柴油时)。
反应器内的催化剂一般是分层填装,以利于注冷氢来控制反应温度(加氢精制是放热反应)。
循环氢与油料混合物通过每段催化剂床层进行加氢反应。
加氢反应器可以是一个,也可以是两个。
前者叫一段加氢法,后者叫两段加氢法。
两段加氢法适用于某些直馏煤油的精制,以生成高密度喷气燃料。
此时第一段主要是加氢精制,第二段是芳烃加氢饱和。
2、生成油换热、冷却、分离系统反应产物从反应器的底部出来,经过换热、冷却后进入高压分离器。
在冷却器前要向产物中注入高压洗涤水,以溶解反应生成的氨和部分硫化氢。
反应产物在高压分离器中进行油气分离,分出的气体是循环氢,其中除了主要成分氢外,还有少量的气态烃(不凝气)和未溶于水的硫化氢。
汽油加氢工艺选择
为适应新的清洁汽油标准,国内外相继开发了多种催化汽油加氢脱硫新技术,主要可分为选择性加氢脱硫技术和非选择性加氢脱硫技术两类。
选择性加氢脱硫技术,如IFP的Prime-G、Exxon Mobil的SCANfining、石油化工科学研究院的RSDS和石油化工研究院的OCT-M 等技术,选择性加氢脱硫通过控制烯烃的饱和以减少汽油辛烷值的损失。
非选择性加氢脱硫技术,如UOP的Isal,Exxon Mobil的OCTGAIN,石科院的RIDOS和石油化工研究院最新开发的OTA以及催化汽油加氢脱硫及芳构化工艺技术等。
这些技术在加氢脱硫过程中,通过异构化、芳构化、烷基化、裂化等反应进行辛烷值恢复,以尽量减少汽油辛烷值的损失,但是辛烷值的损失问题并没有得到根本解决。
催化汽油加氢脱硫及芳构化工艺技术通过芳构化、选择性裂化、异构化、烷基化等反应,在脱硫、降烯烃的同时,汽油的辛烷值得以提高,抗爆指数提高1个单位左右,硫含量可降至150 g/g以下,汽油收率>95m%,苯含量降低,为我国清洁汽油的生产提供了一条新的技术路线我国成品汽油以催化裂化汽油为主,普遍存在着烯烃、硫含量超标而辛烷值不足的问题。
常规的加氢技术能有效降低催化汽油中的硫和烯烃含量,但烯烃的减少使得汽油辛烷值大幅降低。
因此,在催化汽油脱硫降烯的同时,如何保持辛烷值是清洁汽油生产技术开发的重点和难点。
催化汽油的硫和烯烃分布催化汽油的硫和烯烃分布催化汽油1馏份,℃全馏份<65 65-80 80-100 100-120 120-150 >150 收率,m% 100.00 27.97 11.12 10.55 12.48 18.18 19.70 硫,μg/g 1757 227 550 1070 1930 2660 3850 饱和烃,v% 31.9 41.7 43.4 35.6 28.3 23.1 17.3 烯烃,v% 48.0 58.3 56.6 51.9 46.9 43.0 36.8 芳烃,v% 20.1 0 0 12.5 24.8 33.9 45.9 占总硫,%100.00 3.7 3.6 6.5 14.0 28.1 44.1催化汽油2馏分,℃全馏份<60 60-80 80-100 100-120 120-140 >150 收率,m% 100.00 34.25 10.81 10.58 12.37 16.91 15.08 硫,μg/g 698 98 240 410 935 1270 1790 饱和烃,v% 53.5 57.1 65.0 65.8 60.8 42.9 31.9 烯烃,v% 27.1 42.9 32.5 22.5 18.3 15.3 12.7 芳烃,v% 19.4 0 2.5 11.7 20.9 41.8 55.4 汽油不同类型烯烃加氢前后辛烷值变化。
汽油加氢脱硫技术研究及展望
汽油加氢脱硫技术研究及展望摘要:随着人们对生存环境的日益重视,环境保护法的日益严格,对车用燃料的质量提出了更高的要求,生产低硫、低芳烃、低密度、高十六烷值的清洁柴油是今后世界范围内的柴油生产的总趋势,为适应未来清洁柴油生产需求,国内外科研机构及企业,创新并开发出一些先进技术以满足生产清洁柴油的需求。
汽车尾气造成的大气污染问题已引起人们的密切关注,降低汽油硫含量是改善空气质量的有效手段,采用有效的技术手段降低催化裂化(FCC)汽油硫含量已成为当务之急。
本文介绍了催化裂化原料加氢预处理、催化裂化过程直接脱硫和催化裂化汽油精制脱硫三种FCC汽油脱硫技术。
关键词:催化裂化汽油脱硫技术清洁汽油随着世界范围内经济的快速发展,车用汽油的消耗量与日俱增,由于人们对环保要求的不断提高,汽车尾气造成的大气污染问题已引起人们的密切关注。
汽车尾气排放达标的关键在于提高车用燃料油的质量,因此欧美相继颁布了汽车尾气排放标准,限制汽车尾气中CO、SOx、NOX颗粒物和炭烟等有害污染物的含量。
我国也已从2010年1月1日起在全国范围内启动“国Ⅲ”标准,硫含量要求降至150μg/g以下。
据调查,我国成品汽油中90%以上的硫来自于催化裂化(FCC)汽油馏分,而西方国家成品汽油中FCC汽油的比例低于30%。
随着石油加工原料的日益重质化和劣质化,FCC汽油硫含量也将进一步升高。
因此,迫切需要对FCC汽油馏分进行处理,深度脱除其中的硫化物,以得到符合清洁燃料标准的成品汽油,开发相应的催化裂化新技术、新工艺也成为研究者和使用者普遍关注的问题。
一、催化裂化汽油中的含硫化合物的分布确定催化裂化汽油中含硫化合物的类型、含量以及分布情况是催化裂化汽油脱硫技术研究的出发点。
国内外关于降低催化裂化汽油中含硫化合物的研究普遍认为,催化裂化汽油中的含硫化合物主要以噻吩和噻吩衍生物的形式存在,一般约占含硫化合物总量的70%以上,这类含硫化合物在催化裂化反应条件下比较稳定,很难裂化。
加氢工艺气脱硫
贫胺液质量指 贫胺液酸性组分(H2S+CO2)含量g/l : 脱硫在低温下进行,再生
标
<1,脱硫气带液,易导致贫胺液发泡.
在高温下进行.
贫胺液储存
氮封保护,防止胺液氧化变质
须设置过滤设施,防止贫 胺液发泡
贫,富液过滤器 除取铁锈,降解物,提高胺液浓度,减少溶 液发泡.
保证胺液稳定性
贫胺液分析项目:总胺,H2S含量,硫代硫酸盐,表观 胺液循环量和浓度直接影响脱硫效果,为关键因素.
H2S(V%):91.17,40℃,0.08MPa,5.272t/h
H2S(V%):1.27
柴油加氢装置 55℃,0.5MPa
副产品 为酸性气
常减压装置55℃,0.8MPa,138.9t/h 柴油加氢装置
51.84t/h
H2S(V%):1.92
渣油加氢装置61℃,0.5MPa富胺液 141.58t/h 350t/h
脱硫剂常加入的添加剂:消泡剂,防腐剂,抗氧化剂,活化剂.
MDEA的质量指标为:外观,纯度,沸点,密度,冰点,折光率
酸性气去硫磺 回流罐
工艺气脱硫
工艺气出
补充水-除氧水
0.093MPa,
110 ℃ 溶剂配置罐 --120 ℃
或除盐水
工艺 气分 液罐
90℃--100 ℃
PDI
富胺
液再
TIC
生塔
0.3MPa 蒸汽
0.107MPa, 123 ℃
过滤器 富胺液闪蒸罐
氮封 凝缩油
过 滤 器
贫胺 液缓 冲罐
工艺
Байду номын сангаас单向阀
气脱 硫塔
TDI
撇油线
LIC 工艺 气分 液罐
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增加有效表面和提供合适的孔结构
提供活性中心,提高催化剂活性和选择性
节省活性组分用量,降低成本; 提高催化剂的热稳定性;
增加催化剂的抗毒性能及提高催化剂的机械强Байду номын сангаас。
2.2 加氢脱硫催化剂
(1)AKZO公司:该公司最新推出的是STARS技术(已工业应用的主要代 表有以Mo-Co为活性金属组分的KF-757和以Mo-Ni为活性金属组分的KF848催化剂)和NEBULA催化剂技术(NEBULA-1和NEBU-LA-20催化剂)。这 两个催化剂一经推出,就在欧美市场得到广泛应用,成为生产低硫柴油 的主要催化剂。
2.1 加氢脱硫催化过程的动力学
影响因素:
† 金属负载量:随着金属负载量的增加,脱硫速率增加 †加氢脱硫工艺条件:反应温度、反应压力、反应时间、空速等 †抑制剂:H2S对催化剂失活影响、含氮化合物及各种溶剂的影响
2.2 加氢脱硫催化剂
早期的加氢精制催化剂是 金属型的催化剂。即采用 纯钼或钨的金属或硫化物 来制备加氢精制催化剂。
谢谢观赏!
4.2 研究进展
(1)开发活性更高的加氢催化剂,以更好的满足市场的需求;
(2)改进反应器及器内构件(如分配器等)设计、工艺流程改
进、过程自动控制等手段来提高超低硫油品生产的经济性;
(3)针对芳烃含量、辛烷值、十六烷值、密度、冷流动 性等方面的质量要求,开发成套组合技术。
鉴于我国对清洁油品的不断需求,以 及与国外同类技术相比的差距,我们需要 开发优质加氢新工艺及催化剂,以达到深 度脱硫的目的。不断加快研制开发的步伐, 才能满足未来油品更新换代的需求。
† 烯烃含量都随馏分变重呈递降式分布, 主要集中在轻馏分中。
轻
馏分 重
3.2 FCC加氢脱硫技术工艺原理
抚顺石油化工研究院(FRIPP)针对国内FCC汽油的特点,开发出了 OCT-M催化汽油选择加氢脱硫技术。 轻馏分( C4~6 ) FCC 加氢脱硫 重馏分( C7+ ) 工艺技术将FCC汽油分馏为轻、重2个馏分,轻馏分为C4~6烃,重馏分 为C7+馏分,重馏分加氢脱硫,然后再与轻馏分混合进行脱硫醇处理。
后来才逐步采用含有双组分的活性金属元素,共沉淀 或浸渍到Al2O3或Al2O3/TiO2载体上构成加氢催化剂。
活性组分主要有W-Ni、Mo-Ni、W-Mo-Ni-Co等,现 在广泛使用的加氢精制催化剂多为负载型催化剂。
2.2 加氢脱硫催化剂
金属-载体之间存在“强相互作用”(Support-Metal Strong Interaction,SMSI)的观点 :在负载型催化剂 表面上,载体表面上存在着某些“中心”,金属是通过与 这些中心相互作用,生成金属载体间相互作用复合物,从 而将活性金属固定在载体表面上 。
2003年,中国GB19147-2003制订了车用柴油标准。该标准 规定了车用柴油中的硫含量不大于500ppm。
1.3 汽柴油质量标准
差距明显
二 油品加氢脱硫技术原理
2.1 加氢脱硫催化过程的动力学
石油馏分中最难脱除的含硫化合物是多芳环含硫化合物,因而通常以 噻吩、DBT、4,6-二甲基二苯并噻吩(DMDBT)等作为含硫模型化合物 。 研究表明加氢脱硫反应主要有2条路径:
三 加氢脱硫技术工艺开发
3.1 FCC加氢脱硫技术工艺
FCC汽油:是指催化裂化汽油,汽油中绝大部分的硫来自FCC, 目前我国约80%的汽油来自流化催化裂化。 开发FCC汽油深度选择性加氢脱硫技术已成为改善车用汽油品质 的关键。FCC汽油清洁化的主要目标是脱硫和减少辛烷值损失。
烯烃量
硫含量
† 硫含量都随馏分变重呈递增式分布, 主要集中在重馏分中。
油品加氢脱硫
学 号:20081164 姓 名: 王寒
一 油品加氢脱硫技术概论
1.1 汽柴油基本性质
组成与性质 辛烷值 十六烷值 含硫量(ppm) 3600 以40-55为宜 29700 汽油 C4~C10各族烃类 90号、93号 抗爆性 97号 柴油 碳原子数约10~ 22烃类 自燃性、流动性
辛烷值:汽油在气缸内抗爆震燃烧能力的指标,其值高表示抗爆性好 。
(2)Criterion催化剂技术公司:早先推出的催化剂专利技术是CENTURY, 具有代表性的催化剂为DN-190。以Co-Mo-S和Ni-Mo-S活性中心催化剂, 采用金属浸渍方法“锁定位置”,从而大大提高金属的分散度。
(3)托普索(Haldor Topsoe)公司:发现Co-Mo-S纳米级活性结构,技术不仅可以 提高边缘活性中心的加氢活性,而且直接脱硫的活性中心数也可增加。
(1)直接加氢脱硫(DDS)
(2)与硫相连的芳香环先加氢再脱硫(HYD)
2.1 加氢脱硫催化过程的动力学
空间位阻效应: 指分子中某些原子或基团彼此接近而引起 的空间阻碍作用。
HYD的加氢活性高于DDS?
4,6-二甲基二苯并噻吩
DMDBT类杂环含硫化合物的空间位阻大,直接氢解较 难,而通过先加氢使其中一个苯环饱和,可以削弱空间位 阻,有利于HDS反应的进行。
十六烷值:柴油在柴油机中燃烧时的自燃性的指标。其值高表示自燃性能好。
1.2 油品中含硫组分
在较轻的馏分中,硫组分包含在硫醇类硫化物中, 通过碱洗而脱除。
在较重的馏分中,硫组分包含在较难脱除的噻吩类硫化物中, 通过加氢脱硫去除。
噻 吩
苯并噻吩;二苯并噻吩
1.3 汽柴油质量标准
2001年,瑞典的城市柴油硫含量已达到小于 15ppm的规格 要求, 成为世界上第一个大规模使用“ 无硫” 柴油的国家。 2001年5月,美国要求从2006年开始实施路用柴油硫含量小 于 15ppm的标准。
碱洗脱硫醇
这样可以达到脱硫而又减少因烯烃饱和造成辛烷损失的效果。
催化剂: CoMoP/Al2O3-TiO2 物化性质指标
固
液
催化精馏 加氢脱硫装置
气
四 研究机构与研究进展
4.1
研究机构
抚顺石油化工研究院 中石化北京石油化工科学研究院 大连理工大学精细化工国家重点实验室
辽宁石油化工大学石油化工学院