原油脱硫技术发展及其重要技术研究

【摘 要】经过长时间对汽油原油进行研究，研究者们发现原油中的含硫化合物种类高达数百种之多，有200多种化合物的结构已经得到了确定，在各种不同的石油的馏分中，含硫化合物的杂质均不同程度的存在，在汽油馏分中硫含量有所下降，约占原油中含量的0.8%以下。本文主要论述了脱硫技术的主要方法及其对比分析。

【关键词】脱硫；生物；萃取

20世纪后半叶石油的应用趋于多元化，进入了综合利用时期[1]。石油的应用趋于综合化，现代生活中是车辆主要的动力来源，随着轿车的普及，每年消耗的石油越来越多，石油作为一种不可再生资源，储量在不断减少，高质量的汽油也越来越少，这就需要不断的提高汽油的炼制工艺。人们的环保意识正在不断的提高，保护生活环境的意识早已深入人心，汽车尾气是大气的主要污染源，治理汽车尾气受到了人们的广泛关注。因此生产清洁化汽油成为了目前重要的研究课题之一，特别是低成本、低污染脱除汽油中的含硫化合物的研究势在必行[1]。

根据制备方法的不同，可以将汽油分成：焦化汽油、热裂化汽油、催化裂化（FCC）汽油、直馏汽油、加氢裂化汽油、重整汽油、裂解汽油及烷基化汽油等。发达国家FCC汽油的使用比例较低，仅有30%左右，而我国相对比较落后，使用比例高达80%。据报道显示，90%以上的成品油含有较大量的硫，而这些硫主要来自于汽油的催化裂化，因此我过的汽油脱硫技术面临着残酷的挑战。山红红等人对FCC汽油进行了分析，采用仪器为FPD检测器的色谱分析，油品来自于胜利石油化工总厂，分析的内容涉及汽油中硫的分布以及含硫化合物的种类，对于高于100℃的FCC汽油馏分，主要含硫化合物的百分含量如表1所示；结果表明，FCC汽油中含硫化合物主要包括C4-噻吩、噻吩、C2-噻吩、C3-噻吩、甲基噻吩以及少量的硫醇、硫醚，且有接近90%的硫为噻吩类含硫化合物，因此，若要降低汽油中的硫含量，应从降低FCC汽油中的硫含量入手，且应该将重点放在脱除噻吩类含硫化合物上。

1.汽油吸附脱硫技术研究进展

通过上述对比可知，吸附法脱硫具有诸多优点，远远强于其他非加氢脱硫技术，反应过程中条件温和、效率高，成本低，最重要的是烯烃不会被饱和，因此燃料油中的辛烷值不降低等优点，近年来引起了研究者的关注，是近期最有希望实现超低硫目标的脱硫技术，下面对该技术及其研究进展进行较详细的阐述[2]。

2.汽油吸附脱硫技术工艺进展

近年来，汽油吸附脱硫技术得到了研究者们的格外的重视，并且取得了飞速的发展，一些知名的石油企业如Phillips、ExxonMobil、UOP等以及一些注明的的研究院所和大学都取得了突破性进展，其中包括：IRVAD工艺、S-Zorb工艺、PSU-SARS工艺等，国内在这方面起步较晚，发展较慢但是洛阳石化公司的LADS工艺也具有良好的收益[3]。

3.现有汽油脱硫技术比较

3.1加氢脱硫技术

经研究者们研究发现，现有的各种脱硫实验方法，无论是加氢脱硫法还是选择性加氢脱硫技术，都具有一些共同点，这些反应均需要在高温高压下进行，消耗大量的氢气，最后得到的汽油其辛烷值也会减小到很低。相比之下虽然现则性加氢脱硫技术相比于传统加氢脱硫技术有所改进，进行了催化剂和工艺流程上的改良，但是仍然难以推广开来，这是由于虽然其减少了氢气的消耗量，辛烷值的损耗量也大大降低，但是高成本的设备投资和巨额的操作费用限制了其应用其扩展。

3.2非加氢脱硫技术

氧化脱硫技术是得加氢脱硫技术中较为具有代表性的技术之一，具有诸多优点，例如，加氢脱硫法难以脱除汽油中的噻吩类硫化物，但是对于氧化脱硫技术，这是一个很好解决的难题；此外，氧化脱硫技术工艺流程十分简单，对反应环境要求很低，反应条件温和，不需要巨额投资，最重要的是对汽油的辛烷值影响很小，意外的发现，其对于脱除含氮物质也有较好的效用。这也并不意味着它就毫无缺陷，其仍然存在较明显的缺陷：氧化脱硫技术的工艺流程极长，最后生成的氧化物和油产品难以分离，因此也导致油产品的回收效率很低，这也导致了在这个脱硫过程中油产品容易受到再次的污染，此外，该技术的成本很高，主要来自于过长的工艺流程和较高的氧化剂价格。

3.3烷基化脱硫技术

烷基化脱硫技术已经发展的比较成熟，在非加氢脱硫技术中算是一种效果比较好的脱硫技术，但是仍存在着较严重的缺陷。经过烷基化脱硫的汽油往往带有颜色，且汽油残品与脱硫剂、催化剂等难以分离，更加严重的是该方法对设备腐蚀较严重，产生的废液还容易对环境造成严重的污染，因此该方法不宜沿用。

3.4萃取脱硫和离子液体脱硫

这两种脱硫技术所需要的操作条件比较好控制，只需要在低温、低压的条件下进行，因此该设备、环境的成本及运营费用很低。在进行脱硫的过程中并不会让烯烃发生化学反应而饱和，汽油的辛烷值也会得以保持，这主要是由于在整个过程中并不会发生化学反应，因此汽油的化学组成及化学结构并不会发生变化。但是这并不意味着该技术毫无缺憾，萃取的过程中需采用专门的萃取剂，离子液体价格较高，如果大量使用，会使脱硫过程的成本大大提高，因此也很难推广。因为汽油中馏分的含量比较复杂，因此需要多级萃取操作，这就会使得油产品的回收率有所降低，如果减少萃取的级数，又会使得脱硫的效率不够。

3.5生物脱硫技术

生物脱硫不失为一种较好的脱硫方式，具有许多优点：产生的生物污染较少、选择性高、反应条件很温和、设备简单且成本低、消耗能量低、回收效率高。生物脱硫技术只需要找到合适的菌种将硫分解，这也就意味着其必然存在一些缺陷，一种生物细菌并不可能能够分解汽油中的所有需要脱除的部分，而且整个分解周期也会比较成，这个过程也很难控制其进程，需要在很苛刻的条件下生物细菌才会得到增殖并发挥作用，最后也难以从中分离出来。

3.6吸附脱硫技术

吸附脱硫技术是目前最具发展潜力的一种脱硫技术，具有良好的工业应用前景主要由于其克服了以上技术的很多缺陷，具有装置简单、低成本、污染小、条件温和等优点，并且在脱硫过程中并不会对汽油的辛烷值产生影响，更值得高兴的是吸附剂很容易能够脱除噻吩及其衍生物，总之，在脱硫的过程中吸附脱硫技术能够脱除很多其他技术难以脱除的含硫物质，因而成为了现在脱硫技术中科学工作者争相研究的焦点问题。

参考文献：

[1]于维钊，《炭基材料的汽油吸附脱硫研究》，[博士论文]，《中国石油大学（华东）》，2008.

[2]蒋宗轩，《吸附和氧化～萃取（吸附）用于柴油超深度脱硫研究》，[博士论文]，《中国科学研究院》，2003.

[3]彭国峰，《FCC汽油静态吸附脱硫的研究》，《精细石油化工进展》，2008，9（12），37～40.

作者简介：

王路瑶（1994.04），女，陕西宝鸡人，汉族，本科在读，就读于西北民族大学应用化学专业。