S-zorb吸附脱硫技术对汽油脱硫的重要性

陈果

摘 要：世界范围内，汽油目前仍是乘用车发动机的主要燃料，其主要性能指标包括汽油的蒸发性，抗爆性，氧化安定性及防腐性。其中作为辛烷值划分汽油牌号的抗爆性就可看出其对汽油品质的重要性。而随着国家节能减排和环境保护要求日益凸显，2017年10月执行的国Ⅴ汽油标准要求成品油硫含量必须小于10ug/g。但普通的加氢脱硫技术会导致汽油中的烯烃饱和，从而大幅降低汽油的辛烷值，所以低辛烷值损失的汽油脱硫方法也成为石油炼化领域的一门前沿学科，S-zorb吸附脱硫技术就具备脱硫效率高，辛烷值损失小等优点，也越来越被众多石油炼化企业所使用。

关键词：汽油成分;脱硫;辛烷值

我国汽油组分目前仍以催化裂化汽油为主，即便催化重整汽油迅猛发展，目前催化汽油所占汽油调合组分的比例仍超过70%。催化汽油产品特点为高烯烃，高辛烷值，高含硫量，高蒸气压，氧含量低。高硫汽油显然不能满足国家标准，而有效的脱硫又面临着辛烷值损失大，油品收率低，操作费用高等问题。S-zorb工艺技术基于吸附作用原理对来脱除催化汽油中的硫，与其他加氢脱硫技术比较，具备脱硫率高，辛烷值损失小，运营成本低等优点。

1 汽油成分结构对汽车稳定运行的影响

爆震是汽油发动机的一种不正常燃烧，发生在燃烧过程后期，在激烈爆震时，产生的爆震波在未燃气体中以2000～2300m/s的速度传播，燃气压力急剧上升，短时间局部压力可达10MPa以上，气缸内局部温度可达2000～2500℃。

汽油的抗爆性用辛烷值表示，并人为规定抗爆性极好的异辛烷的辛烷值为100，抗爆性极差的正庚烷的辛烷值为0，两者的混合物则以其中异辛烷的体积分数为其辛烷值，一般用马达法（MON）或研究法（RON）测得，而汽油的抗爆性取决于其化学组成，根据汽油主要成分C1～C12列举个各族烃类辛烷值如表1，由此可见：各族烃类抗暴优劣大致顺序为：芳香烃>异构烷烃和异构烯烃>正构烯烃及环烷烃>正构烷烃。

从上表可看出，芳香烃、异构烷烃和异构烯烃，是提升汽油辛烷值的主要元素。然而芳香烃和烯烃的辛烷值较高，但烯烃的化学活性大，经过蒸发会造成光化学污染，芳香烴会增加气缸积碳，所以国Ⅴ汽油要求芳烃含量（V%）≯40;烯烃含量（V%）≯24;苯含量（V%）≯1，这导致异构烷烃这个汽油理想型组分在汽油中不可或缺。

2  S-zorb吸附脱硫技术的重要性

随着科学进步，国内外已开发出很多种汽油脱硫技术，如RSDS技术，Prime-G+技术等，文献表明一定条件下这些技术都能将催化汽油中的硫脱到标准要求，但高硫差的脱硫带来的辛烷值损失仍未解决，而S-zorb吸附脱硫技术为全馏分进料，无需切割分馏，各种烃及其衍生物中的硫都被吸附剂直接吸附，并非通过常规氢解，裂化，加氢生成硫化氢从而达到脱硫目的，其产品中没有硫化氢造成操作的危险性，也不用担心汽油内烯烃再与硫化氢结合生成硫醇。其反应催化汽油通过S-zorb处理后，含硫量能从560ppm降至10ppm以下，且辛烷值损失小于2个单位，如表2。

从上表结果可以看出S zorb脱硫汽油烯烃含量有下降但辛烷值下降不明显，这得力于其反应机理，在它反应器内不仅发生着脱硫反应，还发生一些对辛烷值有益的反应：如烯烃加氢异构化反应，烯烃芳构化反应，这些反应不仅提高了汽油的安定性，还使汽油的辛烷值有所提高。

与其他加氢脱硫技术相比，S-zorb脱硫技术对氢气纯度要求底线也相当低，现有炼厂资源条件下，重组氢气足以作为其主要氢气来源，并且用量相对较少，从表2可看出，纯度即使低于90%也不影响汽油脱硫生产。

不仅如此，从汽油中吸附出来的硫通过吸附剂再生，生产二氧化硫会进入硫磺回收装置，作为硫磺回收的原料与酸性气混合生成硫和水，完美解决了环境污染问题和能源浪费问题，

从2007年中石化收购S-zorb工艺技术至今，已在中石化系统中全面推广。至2020年，中石化系统内已有29套S-zorb装置，济南炼化分公司于2009年12月投产第一套90万t/a S-zorb吸附脱硫装置，于2018年8月成功扩能至180万t/a，其间成功克服了吸附剂输送不畅，反应过滤器ME101差压上涨过快，吸附剂损耗大，程控阀磨损，进料换热器E101结垢，再生器结块，吸附剂输送管线泄漏，膨胀节磨损等问题，成为汽油脱硫系统中的中流砥柱。

3 结论

通过以上分析我们可以看出，汽油的理想组分是：分子量接近时，芳香烃>异构烷烃和异构烯烃>正构烯烃及环烷烃>正构烷烃，但考虑烯烃族的不稳定性和芳香烃族的易燃烧不完全结焦性，多取代基排列紧凑的烷烃是汽油的理想结构。

我国石油炼化技术已经拥有了良好的技术基础，经过多年的探索研究和技术积累，在石油炼化的各个环节都拥有了一系列的自主技术，并在部分领域达到了世界一流水平。S-zorb吸附脱硫技术在石油炼化领域中的应用，不仅大大提升了汽油的环评标准，同时兼顾了汽油辛烷值水平，其脱硫彻底，精制汽油收率高的优点是现代炼化企业中汽油脱硫技术不二选择。

随着经济发展和生活水平的提高，未来全球能源需求将继续保持增长。中石化致力于提供清洁、优质、可靠的油气资源。S-zorb吸附脱硫技术经过长期的技术积累与改进，已经成为一项成熟的，完整的工艺技术，是生产超低硫清洁汽油的重要途径。

参考文献：

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