[发明专利]固体吸附剂的再生

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于从石油基的烃流中分离亚砜和/或砜的固体吸附剂的无溶剂再生的方法。

背景技术

硫在所有原料中普遍存在，所述原料包括原油、煤、和含有常见金属(如铝、铜、锌、铅、和铁)的矿石。当含有硫的燃料(例如煤和油)燃烧时，以及当从油中提取汽油时，或者当从矿石中提取金属时，形成SO_x气体。SO_x气体(如SO₂)溶解于水蒸汽中以形成酸，并且与空气中的其它气体和颗粒相互作用以形成对人及环境有害的硫酸盐和其它产品。

例如，超过65％(或者多于13,000,000吨/年)释放到空气中的SO₂来自电厂，特别是那些燃煤电厂。SO₂的其它来源为其产品来自如金属矿石、煤、和原油的原材料的工业设备，或者燃烧燃料、煤或油的交通工具。

排放的SO_x，尤其是在儿童和老年人中，会引发呼吸系统疾病，并且加重原发的心肺疾病。例如，SO₂与空气中的其它化学物质反应以形成微小的硫酸盐颗粒。当被吸入时，这些物质在肺中聚集，且与加重的呼吸系统症状和疾病、呼吸困难以及过早死亡相关。此外，短期内(例如一天)排放高水平的SO₂对于患有哮喘的人来说特别难受。街道上不断增加的交通量加重了这些问题。

SO_x还会引起酸雨的形成，酸雨破坏森林和农作物，改变土壤组成，且使得湖泊和河流酸化且不适合鱼类生长。长期持续的暴露改变了生态系统中植物和动物的自然多样性。酸雨还加速建筑材料和油漆的损毁，包括不可复原的纪念碑、塑像和雕刻品。

如已经指出的，烃基燃料(例如柴油、汽油或煤油)也含有燃烧时释放SO_x气体的含硫化合物。存在于当前的液体烃燃料中的主要含硫化合物为噻吩类化合物及其烷基取代的衍生物。

但是，例如通过工厂和交通工具(如汽车和飞机)释放到环境中的由含硫化合物引起的环境问题并不是唯一的不利影响。燃料中的含硫化合物还抑制使用这些燃料的汽车的催化转化器的贵金属催化剂。这种对催化剂的抑制还引起燃料不完全燃烧，因此导致在车辆排气中排放不完全燃烧的烃、一氧化碳和氮的氧化物。但是，这些物质确实也影响暴露于这些物质的人们的健康。

因此，由于环境原因和烃燃料中含硫化合物的有害影响，本行业的一个目标为进一步降低烃燃料中含硫化合物的含量。由于上述原因，工业化国家的立法者，通过持续地降低烃燃料中含硫化合物的可容许含量的限值，对精炼工厂增加了更大的压力。在将来可以预期的是，烃燃料中含硫化合物的可容许含量的限度将限制在约15ppm。虽然在一方面该限度被立法者连续降低，但是由于原油储量的下降，工业使用的原油中的硫含量增加，这样迫使精炼行业使用具有较高硫含量(硫含量从1990年的约1.13％提高至2010年预期为约1.27％)的原油。因此，该行业急迫需要含硫化合物的有效去除。

通常使用不同的方法进行从燃料中的工业除硫。称为加氢脱硫(HDS)法的一种方法例如描述于GB 438，354。HDS涉及用氢催化处理燃料，以将含硫化合物转化为硫化氢H₂S，通过克劳斯方法将硫化氢进而转化为元素硫。

燃料超深度脱硫的另一种方法为氧化脱硫(ODS)，其中燃料与氧化剂(例如过氧化氢、臭氧、二氧化氮和叔丁基过氧化氢)接触，以便将燃料中存在的含硫化合物选择性氧化为极性有机化合物。该方法通常在HDS之后施用，以便将烃燃料中的硫含量降至低于单独使用HDS可获得的含量。在ODS方法中含硫化合物的氧化产物为亚砜和砜，然而后者为主要产物。

在ODS方法中为了实现整体成功，设计方法从烃流中分离和除去所得到的亚砜和砜已成为迫切需要。可通过名为溶剂萃取、吸附的两种不同的路线或二者的结合进行亚砜和砜分离。例如在WO 2005/097951中所描述的，用于吸附的常用材料包括例如木炭、水滑石、离子交换树脂、沸石、二氧化硅-氧化铝和硅胶。

但是，溶剂萃取通常涉及昂贵的溶剂和复杂的溶剂处理操作，例如回收和再循环方案。虽然在固体吸附剂上吸附不需要使用溶剂，但是耗尽的吸附剂随后的再生专门依赖于各种解吸液体溶剂或稀释剂。因此，使用的吸附剂的有效再生为降低提取和分离方法的成本的一种方式。

例如，WO 2005/116169描述了使用碱液使固体碱性吸附剂再生。在WO2005/097951中，戊烷、己烷、苯、甲苯、二甲苯或其混合物用作吸附剂再生的解吸剂。