S-Zorb装置汽油脱硫过程中吸附剂失活原因分析

2022-09-11

为了在汽油脱硫的过程中减少废气的排放, 避免大气污染, 就应该对汽油进行脱硫, 在脱硫的过程中, 应该确保脱硫的质量达到燃料的标准数值。为了能够减少大气污染, 使汽油能够达到汽车燃油的相关数据标准, 我国的石油公司研发了S-Zorb装置进行脱硫, 这项技术可以使汽油的脱硫效率提高, 能够实现完善的脱硫, 能够使汽油脱硫后还能够达到完好的性能, 不会浪费大量的原料, 已经广泛地应用于汽油的脱硫工作中, 但是, 在运用S-Zorb装置进行脱硫的时候, 会导致汽油的吸附剂失活, 对此应该采取有效的措施来避免。

1 延安石油化工厂概况

延安石油化工厂属于陕西延长石油 (集团) 炼化公司重点单位之一。去年新建一套S-Zorb装置, 本装置采用S-Zorb催化汽油吸附脱硫技术, 由进料系统、吸附反应及吸附剂再生、产品稳定和辅助工程四个部分组成。本试验是延安石化厂进行的一组试验, 从而分析出S-Zorb装置汽油脱硫过程中吸附剂失活原因。

2 S-Zorb装置进行汽油脱硫的方法简介

油品吸附脱硫是一项新技术, 通过油品与吸附剂的充分接触, 将汽油中的硫醇、二硫化物、硫醚和噻吩类硫化物吸附至吸附剂, 实现降低油品中硫含量的目的。目前, 已报道的吸附脱硫技术中, 脱硫效果最好的有两种工艺, 一种是由Black&Veatch Pritchard Inc与Alcoa Industrial Chemical联合开发的IRVAD工艺;另一种是由Philips石油公司开发的S-Zorb工艺。在实际的应用中, 对于硫含量超标, 且是以硫醇硫为主的汽油一般采用碱洗 (脱臭) 的方法即可解决, 但碱洗法会产生碱渣造成后续的处理的问题。目前工业装置汽油脱硫技术主要是以汽油选择性加氢脱硫和S-zorb两大技术为主。选择性加氢脱硫技术是在较低的压力和温度下对高硫汽油进行加氢脱硫, 可以将硫含量在1000ppm左右的汽油中的硫含量降低到10ppm以下, 吸附剂损失在0.6各单位左右。S-zorb汽油脱硫技术是中石化引进的国外汽油脱硫技术。可以将硫含量在600ppm左右汽油中的硫含量降低到10ppm以下, 吸附剂损失在1个单位左右。

3 S-Zorb装置进行汽油脱硫的实验

3.1 汽油吸附剂的选用

在运用S-Zorb装置进行汽油脱硫的时候, 一般采用的是德国南方化学集团生产的S-Zorb装置, 使用的吸附剂一般分为原生剂和再生剂两种主要形态制剂。

3.2 S-Zorb装置进行汽油脱硫的实验方法

3.2.1 对汽油的吸附剂进行物相的观察

在对汽油的吸附剂进行物相的观察的时候, 要运用X-射线的方法, 运用射线影像仪器, 并运用X-射线仪器进行分析。

3.2.2 S-Zorb装置进行汽油脱硫所使用的吸附剂的构成成分分析

S-Zorb装置进行汽油脱硫所使用的吸附剂一般都是采用X射线荧光光谱法进行设计的。

3.2.3 S-Zorb装置进行汽油脱硫所使用的吸附剂的形态分析

在对S-Zorb装置进行汽油脱硫所使用的吸附剂的形态分析一般会使用吸附剂扫描电子显微镜, 对吸附剂进行光谱化的分析, 从而确定吸附剂的形态和特征。

3.2.4 S-Zorb装置进行汽油脱硫所使用的吸附剂的检测分析

在对吸附剂的孔径进行分析的时候, 一般采用的是物理吸附的方法, 运用美国公司生产的物理分析仪器来分析。

3.2.5 S-Zorb装置进行汽油脱硫所使用的吸附剂的主要元素分析

在对吸附剂的主要元素进行分析时一般采用的是X色谱分析的方法, 采用电子色谱仪进行分析, 将吸附剂进行分解, 将其主要成分的化学元素进行逐一地分析。

4 S-Zorb装置汽油脱硫使用吸附剂失活原因的分析

4.1 从S-Zorb装置汽油脱硫使用的吸附剂的形态上分析其失活原因

S-Zorb装置汽油脱硫吸附剂的形态可以分析原生型和再生型, 原生型的吸附剂通过显微镜的放大可以发现其形貌呈现絮状形态, 通过色谱的分析, 可以看出原生型的吸附剂的主要成分主要是由Zn构成的, Zn与吸附剂构成了不牢固的结构, 在进行脱硫的过程中会导致Zn元素的脱落。再生型的吸附剂在显微镜下呈现出完整的形态, 但是再生型的吸附剂结构比较散, 其颗粒比较细致, 呈现出大量的粉状物, 再生型的吸附剂由于其结构比较散, 在进行脱硫的时候, 会导致吸附剂里面的Zn元素在散乱的结构中分离出来, 导致吸附剂的活性降低。

4.2 S-Zorb装置汽油脱硫的过程中吸附剂的元素组成分析

表1是通过实验总结原生型和再生型的吸附剂中的主要元素, 从表中可以看出, 吸附剂在进行汽油脱硫工作后, 其中的锌元素呈现下降的趋势, 但是, 吸附剂中的三氧化二铝的含量是呈现上升趋势的, 所以, 可以推断锌元素的流失和三氧化二铝元素的增加是导致吸附剂活性降低的主要原因。

4.3 通过实验对S-Zorb装置汽油脱硫过程中吸附剂的物质变化的分析

通过对原生型和再生型的吸附剂的承载物进行分析, 在吸附剂进行脱硫后, 使用酸洗处理后, 可以发现, 吸附剂在脱硫后其承载物质的结构会遭到破坏, 导致其活性受到影响。

5 结语

随着环境污染越来越严重, 人们使用私家车的数量越来越多, 对汽油进行脱硫工作是很有必要的, 如何在汽油脱硫的过程中提高脱硫的效率, 减少资金的使用是很关键的问题。S-Zorb装置汽油脱硫过程中可以起到很好地脱硫效果, 但是唯一存在的问题是S-Zorb装置汽油脱硫过程中吸附性的活性会降低, 因此, 本文通过实验找出了造成吸附剂活性降低的原因, 通过色谱的分析, 可以看出原生型的吸附剂的主要成分主要是由Zn元素构成的, 锌元素与吸附剂构成了不牢固的结构, 在进行脱硫的过程中会导致Zn元素的脱落, 锌元素的流失和三氧化二铝元素的增加是导致吸附剂活性降低的主要原因, 提高锌元素的含量, 防止锌元素在脱硫过程中的流失, 从而避免吸附剂的活性降低, 提高汽油脱硫的效率。

摘要：本文主要是针对汽油脱硫过程中存在的吸附剂失活的现象, 采取一系列措施, 使汽油的吸附性增强, 而且在进行汽油脱硫时能够减少资金的消耗, 能够在一定程度上提高汽油的使用效率, 减少人力和物力, 运用扫描电子显微镜 (SEM) 、X-射线衍射仪 (XRD) 等不同的方法对不同特征的吸附剂进行研究, 从而分析S-Zorb装置汽油脱硫过程中导致吸附剂的汽油吸附性较差的原因, 通过对此问题的分析, 可以看出, S-Zorb装置汽油脱硫过程中会产生大量的硅锌矿物质, 在汽油脱硫的过程中会导致汽油中的氧化锌的含量减少, 当汽油中的氧化锌含量过于低的时候就导致汽油的吸附性减弱。

关键词：S-Zorb装置,汽油脱硫过程,吸附剂失活,原因分析