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催化裂化汽油萃取脱硫研究

王新胜  
【摘要】:为了有效降低催化裂化汽油(FCC汽油)含硫量,世界各国都在加快研究FCC汽油非加氢脱硫技术。在非加氢脱硫技术中,溶剂萃取脱硫及新近发展起来的离子液体(Ionic Liquid, IL)萃取脱硫技术受到越来越多的关注。基于此,我们分别研究了N-甲酰吗啉、磷酸三甲酯及离子液体对模型汽油及FCC汽油的萃取脱硫技术,得到了较满意的结果。 在N-甲酰吗啉萃取脱除模型汽油及FCC汽油中硫化物的实验中,在剂油比为1:1,萃取温度为65℃,萃取时间为6min时,模型汽油脱硫率达到96.6%;在剂油比为1:1,萃取温度为65℃,萃取时间为8min时,FCC汽油脱硫率达到44.4%;在较优条件下,FCC汽油二级和三级脱硫率分别为63.3%和81.8%;萃取剂循环套用6次,其脱硫效果没有降低。因此我们确定N-甲酰吗啉是一种优良的FCC汽油脱硫剂。 在磷酸三甲酯连续萃取精馏脱除FCC汽油硫化物的实验中,回流比为6:1,剂油比为2:1,操作负荷为4mL/min时,可将FCC汽油含硫量由2394.7ppm降低至919.0ppm。 本文合成了三种磷酸酯类离子液体:1,3-二甲基咪唑磷酸二甲酯([MMIM]DMP)、1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯([EMIM]DEP)和1-丁基-3-甲基咪唑磷酸二丁酯([BMIM]DBP);四种酸功能化离子液体:1-甲基-3-(3-磺酸基丙基)咪唑硫酸氢盐([HSO3-pMIM]HSO4)、1-甲基-3-(3-磺酸基丙基)咪唑对甲苯磺酸([HSO3-pMIM]pTSA)、1-甲基-3-(3-磺酸基丙基)吡啶对甲苯磺酸盐([HSO3-pPy]pTSA)和1-甲基-3-(3-磺酸基丙基)吡啶硫酸氢盐([HSO3-pPy]HSO4)。并且初步优化了合成条件。 通过磷酸酯类离子液体的萃取脱硫实验,我们得到如下结论:随着萃取温度升高,各IL对FCC汽油脱硫率有不同程度的增加,而油品收率没有明显下降。在一级萃取实验中,[MMIM]DMP的脱硫率为18.2%,油收率为95.8%,[EMIM]DEP的脱硫率为19.1%,油收率为94.4%,[BMIM]DBP的脱硫率为19.4%,油收率为93.9%;二级萃取实验中,[MMIM]DMP的脱硫率为22.3%,油收率为98.1%,[EMIM]DEP的脱硫率为24.1%,油收率为99.1%,[BMIM]DBP的脱硫率为26.8%,油收率为97.1%;三级萃取实验中,[MMIM]DMP的脱硫率为24.8%,油收率为98.1%,[EMIM]DEP的脱硫率为26.3%,油收率为97.9%,[BMIM]DBP的脱硫率为31.2%,油收率为97.6%。经过三级萃取,FCC汽油中的硫含量明显降低,而且以[BMIM]DBP的萃取脱硫效果最优。 通过酸功能化离子液体对FCC汽油萃取脱硫实验,我们得到如下结论:一级萃取脱硫实验:[HSO3-pMIM]HSO4的脱硫率为25.3%,油收率为92.1%;[HSO3-pMIM]pTSA的脱硫率为28.1%,油收率92.1%;[HSO3-pPy]HSO4的脱硫率为23.9%,油收率89.1%;[HSO3-pPy]pTSA的脱硫率为25.0%,油收率92.7%。二级萃取脱硫实验:[HSO3-pMIM]HSO4的脱硫率为36.2%,油收率为94.1%;[HSO3-pMIM]pTSA的脱硫率为42.4%,油收率94.6%;[HSO3-pPy]HSO4的脱硫率为34.0%,油收率91.2%;[HSO3-pPy]pTSA的脱硫率为37.9%,油收率93.6%。三级萃取脱硫实验:[HSO3-pMIM]HSO4的脱硫率为46.1%,油收率为95.5%;[HSO3-pMIM]pTSA的脱硫率为53.0%,油收率94.6%;[HSO3-pPy]HSO4的脱硫率为43.3%,油收率96.2%;[HSO3-pPy]pTSA的脱硫率为45.8%,油收率95.0%。随着温度升高,脱硫率增加。通过本工艺,有效降低了FCC汽油的含硫量。


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