柴油加氢脱硫技术研究.pdf

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1、柴油加氢脱硫技术研究曲凯李汶键冯海新(中国石油四川石化有限责任公司生产二部，四川彭州611930)摘要：近年来，世界范围内对柴油的需求量呈现整体上升趋势，尤其在大型车辆、船舶、机车等应用层面，柴油具有能量密度高、燃油消耗率低的优势，确保了应用市场的广阔性．相对应的，以保护生态环境为目的的环保法规对清洁柴油的标准越发严格，加氢脱硫技术也成为现代石油化工行业的重要技术工艺之一：本文以下针对这一技术展开研究，分析不同种类工艺的特点，作为行业借鉴参考，关键词：加氢脱硫；清洁柴油；生态保护；技术研究1柴油加氢脱硫技术

2、概述柴油加氢脱硫技术是实现原油中硫化物分离的重要手段，积极开发和应用这一技术，一方面可以提高柴油品质，另一方面，则可以减少对生态环境的破坏，对我国的能源产业发展具有重要意义。1．1柴油脱硫技术的必要性现代工业的发展不可避免地对环境造成了危害，其中以大气污染的影响最为广泛。硫氧化物和氮氧化物的结合，是构成酸雨、酸雾的主要原因，同时，也是机动车尾气净化催化剂中毒、臭氧层孔洞、光化学烟雾的罪魁祸首。人们对柴油产品的消费量越大，大气方面的污染就越严重；从可持续发展的角度来说，必须维持经济效益和生态效益的平衡，实行低

3、碳节能的发展模式。就国内而言，伴随着汽车工业的快速发展，柴油的消耗量快速增长，极大地威胁了大气环境。与此同时，柴油燃烧废弃中含有的硫化物，是造成大气污染、形成酸雨的主要原因，世界范围内对于清洁柴油的生产工艺也不断改革，以实现低硫柴油的生产。就目前来说，清洁柴油所包括的特征除了低硫之外，还包括低密度、低芳烃、高十六烷值等，2009年，欧盟制定了世界上最严格的柴油限硫标准10斗g／g。1_2加氢脱硫原理分析硫化合物是原油中非烃组分的构成之一，不同的产地造成原油中的馏分差别很大，在重质油品种非烃组分占大部分。而所

4、谓“加氢脱硫”，顾名思义，就是利用氢气的性质在催化剂和反应条件下展开；典型的加氢脱硫反应包括硫醇、二硫化物、硫醚、噻吩、苯并噻吩等。脱硫的过程中需要一定的环境，对温度、压力的要求十分严格，尤其对“临氢”的条件需要注意。石油馏分中的含硫化合物能够和催化剂接触，并进一步与氢气反应，转化成为稳定的烃类和硫化氢，在联合脱硫生产系统中，还可以利用低温甲醇洗的工艺将硫化氢(H2s)还原为单质硫磺。硫元素成分的降低不仅可以改善柴油的品质，还可以防止在应用中下游催化剂中毒。就脱硫工艺过程来说，加氢脱硫属于放热反应，反应热和

5、氢气消耗量是正比趋势。典型的加氢脱硫反应过程如下：硫醇：RSH+H二一RH+H：S；二氧化硫：R—S—SR+H2一RH+H2S；硫醚：R—S—R+H2一RH+RH+H2S。2柴油加氢脱硫技术研究2．1加氢脱硫催化剂催化剂是柴油加氢脱硫技术中不可或缺的原料，或者可以说，柴油加氢脱硫技术正是建立在丰富的催化剂种类之上的。工业级应用的加氢精制催化剂很多，如Mo、Ni等，也包括传统的HDS催化剂以及新型的氧化铝、硅酸铝为载体的高活性催化剂。就我国而言，普遍采用的HDS催化剂中包括氧化铝为载体的Co—Mo系列、Ni—

6、w系列等。加氢催化剂的性能中，脱硫方面Co—Mo催化有效率最高，其次为Ni—Mo、Ni—W、Co—W，总体而言，HDS催化剂研究并没有太多新成果，其活性组分依然以传统分配为主。但相对应地，我国在载体研究的方面收获很大，以Co、M、Ni等元素作为主要成分，对新材料载体的适应性也较强，如中孔分子筛、活性炭和双氧化物等。氧化铝也是典型的优秀载体，性价比较高，是目前我国柴油脱硫工艺中常用的催化剂载体之一。实践表明，载体表面越分散、孔道结构越扩大，对提高反应的速率就越快。2．2深度及超深度加氢脱硫柴油加氢脱硫工艺中，

7、根据硫元素的含量比例可分为深度脱硫和超深度脱硫。根据标准要求，加氢处理后柴油的硫质量分数在0．2％，一般认为，当硫含量降低到500斗g儋就达到了深度脱硫级别，而这一数字在降低十倍，就可以称之为超深度脱硫。很显然，这一标准与国际柴油清洁标准还是有差距的(10pg幢)。我国柴油加氢脱硫技术已经实现了自主化，出现了多种性价比较高的柴油脱硫统一，在设备设计方面也相对完善。如北京石油化工科学院研发的RIcH技术，即“催化柴油深度加氢处理工艺”，其工艺流程与加氢精制保持一致，操作简单便捷，一次性投资较小，只采用双功能催

8、化剂对整体馏分进行处理，实现了脱硫、脱氮、烯烃等物质的一并脱离。“PHF—101”新型柴油加氢精制催化剂是由中国石油大学研发的，在综合应用中具有良好的表现，加氢脱硫、脱氮的效果在劣质柴油中表现更好；尤其适合进行深度加氢脱硫，PHF—101催化剂所脱硫的柴油产品，也是第一个满足国V标准的，具有稳定性好、处理量大、抗结焦能力强等优势。3结语随着社会经济的发展和现代工业体系的完善，清洁柴油的需求量会越来越大，对清洁柴油