轻质油品氧化脱硫技术进展论文_张存海

轻质油品氧化脱硫技术进展论文_张存海

中国石油克拉玛依石化有限责任公司 新疆维吾尔自治区克拉玛依市 6834003

摘要:脱硫技术的运用有效的降低了油品燃烧所产生的硫排放量,在净化空气方面有显著的作用,尤其是当前正处于一个保护环境的大背景之下,加大脱硫技术的研究应用就显得格外重要。本文就主要的脱硫技术进行简要的分析。

关键词:轻质油品;氧化;脱硫

前言

石油可以说是十分重要的资源,最直接的用途是提供能量供生产使用,除此之外,对石油进行加工和生产,得到一系列的副产品,丰富了我们的生活,但是也带来了一定的困扰,即其中含有大量的硫元素,石油经过燃烧使用之后会排除大量的含硫化合物,其危害不仅仅是污染空气,更有害于人体健康,所以针对硫化物就必须采用特殊的技术将其中的硫元素进行脱除,目前在工业上采用一些化学技术手段来脱硫,并且有相当一部分的技术在脱硫率上表现优异,是当前所采用的主要脱硫技术,对于这些技术的运用,有效的减少了硫化合物带来的危害。

对于我国工业生产中,目前应用较广泛的是电子束照射法,该项技术属于同时脱硫技术,该方法工艺简单且同时脱硫,但在此工艺中,自控的要求较高。因此,成为我国目前脱硫技术的重点研究对象。对于工业化的现状,国内外主要将研究目标转向了在燃煤电厂锅炉烟气中进行同时脱硫技术,将这方面的技术主要运用于干法上,在研究的过程中,研究人员应该通过对同时脱硫技术原理的分析、了解,同时加强湿法与干法的研究,为工业生产中减少投资风险以及不必要的浪费。应该结合我国的国情,研发应用广泛且高效易操作的脱硫技术。

1氧化脱硫原理

氧化脱硫的原理是通过增加氧原子来改变硫化物的溶解性,硫化物是一种有机物,其物理性质是容易冗余有机溶剂中,正是利用这一特殊性质来排除,在增加其溶解性之后,采用物理的方法将其排除,这种方式没有产生其他的污染物,但是操作起来有一定的局限性。

2双氧水氧化脱硫技术

双氧水脱硫技术在使用时有一定的针对性,并不是所有的硫化物都可以采用这种方法,其主要对二苯并噻吩硫化物及其同系物起作用,并且其脱硫效果相当好,能够达到99.8%,是其他方法所不能比拟的,其原理是将含硫化合物在氧化反应中生产新的含硫物质,然后通过特殊的溶剂来清晰,从而将含硫物质洗出,以此来实现脱硫的目的。

3臭氧氧化脱硫技术

利用臭氧作为氧化剂来实现脱硫是近几年来新兴的一种方式,从效果上来看,其脱硫率相当之高,并且在其反应之后没有任何的污染物产生,做到了零污染,就其技术成本而言,也相对较为低廉,受到了广大企业的青睐,该技术在今后也必将得到大力的推广。

4 干法脱硫技术

干法脱硫,即是选取颗粒状或粉状等固态吸收剂,利用催化反应或是在高温高压下分解成电子等方式减少SO2。

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烟气中SO2与浆液的反应大致可分为三步:(1)吸收反应:SO2+H2O→H2SO3(溶解),H2SO3?H++HSO3-(电离);(2)氧化反应:一部分HSO3-在吸收塔喷淋区被烟气中的氧所氧化,其他的HSO3-在浆液池中被氧化空气完全氧化,反应如下:HSO3-+1/2O2→HSO4-,HSO4-?H++SO42-(3)中和反应:吸收剂浆液被引入吸收塔内中和氢离子,使吸收液保持一定的pH值。中和后的浆液在吸收塔内再循环。中和反应如下:Ca2++CO32-+2H++SO42-+H2O→CaSO4?2H2O+CO2↑,2H++CO32-→H2O+CO2↑。

5超声波氧化脱硫技术

Sulphco公司和USC公司开发的以H2O2为氧化剂,超声波为动力的燃油脱硫法在一套1415dm3/min的中试装置中生产出硫质量分数为10~15μg/g的柴油,Sulphco公司目前正在与Bechtel公司和Sin-clair公司合作放大实验,此方法可将含硫量数千μg/g的油品降至含硫质量分数低于15μg/g。以H2O2-有机酸为氧化剂,在室温,剂油体积比为0.05,搅拌速率300r/min,反应时间15min,频率28kHz,通过改变震动频率来实现溶解度的变化,在达到一定程度之后,通过萃取等物理手段将含硫化合物脱除,这种方法所针对的含硫化合物种类较多,在实际生产中可以大力的推广。

6光催化氧化脱硫技术

该方法也是一种化学脱离手段,并且操作起来具有一定的复杂性,其优点在于可以适用于大部分的含硫化合物的脱硫处理,使用范围广泛。其原理主要分为两个步骤,第一步是了让硫化物溶于特殊的溶剂中,溶剂提供化学反应的条件,一般为极性溶剂。第二部则是在水银灯照射的条件下进行反应,利用光来氧化分解硫化物,然后产生相应的含硫物质,最后通过萃取的方式将硫脱除。这种方法适用于大部分的脱硫需求,并且脱硫效果较为理想,所用到 原材料亦可重复利用。

7 电化学氧化脱硫技术

其步骤包括:

(1)混合溶剂、电解液和含有可聚合硫化合物的烃得到第一混合物;

(2)将该混合物送入电化反应器进行电化学氧化反应,混合物中的可聚合硫化合物生成硫低聚物;

在碱性电解体系中汽油电解催化氧化脱硫的理论分解电压范围为0.5~1.5V;适宜的电解条件为:分解电压1.90V,碱液质量浓度1.0mol/L,油/电解液进料体积比1︰3,搅拌速度300r/min,适宜温度50℃,电流密度155mA/cm,进料流速200mL/min。在此条件下油品硫质量分数从310μg/g下降到120μg/g左右,且对油品的主要性质没有影响。

8 结语

除了上述的几种脱硫技术之外,还有生物脱硫技术,虽然尚处于有研发阶段,但是其前景较好,必将成为今后的主流趋势。

参考文献:

[1]刘忠生,廖昌建,陈玉香.炼油厂恶臭和VOCs无组织排放量计算方法[J].炼油技术与工程,2014,44(6):61-64.

[2]吴潮汉,庄宇,于洪滨,等.OCT-ME超深度加氢脱硫汽油技术工业应用[J].炼油技术与工程,2014,44(1):39-41.

论文作者:张存海

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第21期

论文发表时间:2018/1/10

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