[发明专利]一种用于燃油脱硫过程的燃油氧化处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于燃油脱硫过程的燃油氧化处理装置，属于石化行业燃油精炼技术领域。

背景技术

随着经济和社会的发展，各种交通工具的燃油(汽油和柴油等)消耗量与日俱增，所产生的尾气排放对环境的污染也越来越严重，尤其是当前的汽车尾气排放更是使中国城市面临着空前巨大的环保压力。在此形势下，生产和使用更加清洁的低硫、超低硫甚至无硫燃油成为治理交通工具尾气污染问题的一个重要选择。

近二十年来，世界范围内的燃油标准对硫含量要求越来越苛刻，降低硫含量是燃油标准发展的一个重要趋势。例如，欧盟汽油标准中的硫含量(单位：mg/kg，下同)，1993年1000(欧I)，1996年500(欧II)，2000年150(欧III)，2005年50(欧IV)，2009年10(欧V)。我国汽油标准中的硫含量，2000年以前1500，2000年1000，2003年800，2005年500，2010年150。柴油标准中的硫含量，美国、欧盟、日本分别从2000年的500、350、500下降到2006年的15、50、50，中国从2003年的500下降到2009年的350。

燃油标准对降低硫含量的要求越趋严格对现有的燃油脱硫方法提出了新挑战。目前，工业生产低硫和超低硫燃油的主流方法是传统的加氢脱硫法。加氢脱硫法是用氢气将燃油中的含硫物质转化成H₂S气体而脱除，通常能将硫含量降低到200～500mg/kg以下。经历加氢脱硫工艺后，燃油中剩下的含硫物质主要是以苯并噻吩、二苯并噻吩及它们相应的烃基取代衍生物如甲基苯并噻吩、乙基苯并噻吩、甲基二苯并噻吩、4,6-二甲基二苯并噻吩、乙基二苯并噻吩等含噻吩环结构的有机硫化物的形式存在，这些有机硫化物很难再通过常规加氢脱硫工艺去除，除非加氢脱硫工艺在更苛刻的条件(比如更高的温度和压力、更多更优良的催化剂等)下进行，但这样做会增加很多成本。为经济地将硫含量进一步降低，就迫切需要寻找和发展其它低廉而高效的非加氢脱硫新方法。目前，人们已经发展了各种各样的非加氢脱硫方法，如萃取脱硫法、吸附脱硫法、生物脱硫法、络合脱硫法、离子液体脱硫法、膜分离脱硫法、氧化脱硫法等，其中氧化脱硫法被认为是最具商业化前景的方法。

氧化脱硫法的基本过程分为两步，第一步是燃油氧化处理，将燃油中的有机硫化物氧化转变成硫酰基(-SO₂-)或亚硫酰基(-SO-)化合物，通常是砜和亚砜，也可能有硫酸盐和亚硫酸盐；第二步是萃取脱硫，用水、二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、糠醛、乙腈、环丁砜、硝基甲烷、乙二胺等不与燃油相溶的极性溶剂作为萃取剂将这些更具水溶性的硫酰基或亚硫酰基化合物从燃油中萃取出来。氧化脱硫法的核心和关键在于第一步的燃油氧化处理，即设法将氧原子结合到有机硫化物中的硫原子上使之转变为具有更强极性和更强水溶性的硫酰基或亚硫酰基；只有在第一步成功实施之后才有可能在第二步用水等极性溶剂通过液液萃取的方法将硫从燃油中分离去除。故氧化脱硫法也称为转化-萃取法。