直馏柴油NO_x-空气催化氧化脱硫技术研究

【摘要】：含硫车用柴油燃烧生成的SO_x是大气污染物之一。许多国家已相继颁布了严格限制柴油硫含量的法规，一般都限制在(150～300)μg╱g左右，将来会更低。开发生产满足环保要求的清洁柴油已成为炼油工业面临的一项刻不容缓的任务。 长期以来，工业上主要采用加氢脱硫工艺(HDS)，但它苛刻的反应条件、巨额的设备投资和操作费用，给许多中小炼油厂带来沉重压力。因此，柴油非加氢脱硫技术得到迅速发展，其中柴油氧化脱硫技术以选择性氧化油品中的硫醚、噻吩类硫化物为主要特色，在常温(或≤100℃)常压和无须氢源条件下操作，生产成本低，环境污染小，成为近年来国内外研究的热点。但一般的氧化脱硫法仍存在使用昂贵的H_2O_2为脱硫氧化剂、氧化剂不能再生以及有含硫废水排放等问题。另一方面，硝酸行业产生的大量NO_x废气，对大气污染严重，但若能利用其优良的催化氧化特性来作为柴油深度脱硫的氧化剂，则既可实现废物利用，又可降低脱硫操作费用。 因此，本文探索性地研究了一种新型直馏柴油NO_x-空气催化氧化脱硫方法。该法用NO_x和空气代替H_2O_2作脱硫氧化催化剂，在常温常压下将硫化物催化氧化成极性的含氧硫化物，然后用溶剂萃取和固体吸附的方法精制氧化后的脱硫柴油。本文对催化助剂和萃取剂的评选、直馏柴油NO_x-空气催化氧化脱硫工艺的实验室操作条件(包括催化剂、助催化剂、氧化剂、萃取剂、吸附剂的用量及其再生方式、反应温度与时间、相分离温度与时间等参数)进行了详细的优选研究；在最佳操作条件下，严格测定了精制柴油的收率，并考察了该法对不同硫含量的直馏柴油的适应性；分析了脱硫前后柴油性质的变化；提出了原则工艺流程。 实验结果表明，评选出的氧化催化剂、助催化剂、萃取剂、吸附剂完全能满足直馏柴油脱硫要求；该法具有氧化剂低廉、溶剂易于再生、氧化态硫化物出路好等优点；精制柴油硫含量可降至95μg／g，柴油收率93.7％，柴油的其它性质也得到改善，能够达到国际车用清洁柴油质量标准。