MTBE深度脫硫技術(shù)研究進(jìn)展

劉璐

摘 要：甲基叔丁基醚（MTBE）是一種高辛烷清潔汽油的重要調(diào)和成分，研究MTBE有重要的意義。本文闡述了幾種MTBE的深度脫硫技術(shù)，萃取精餾脫硫技術(shù)、催化精餾脫硫技術(shù)、吸附精餾脫硫技術(shù)以及滲透汽化膜分離技術(shù)，簡(jiǎn)單分析了各工藝的優(yōu)缺點(diǎn)，希望為MTBE深度脫硫技術(shù)的研究和改進(jìn)帶來(lái)一定幫助。

關(guān)鍵詞：MTBE;脫硫;精餾

甲基叔丁基醚（MTBE）是一種高辛烷清潔汽油的重要調(diào)和成分，可任意比例溶于汽油，其毒性低于鉛，且有優(yōu)良的抗爆性和穩(wěn)定性，添加比例一般為8%～15%，能有效提高汽油品質(zhì)，促進(jìn)汽油清潔燃燒。隨著環(huán)保要求的提高，國(guó)V車(chē)用汽油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求越來(lái)越嚴(yán)苛，硫含量需低于10μg/g，MTBE中的硫含量也被要求低于10μg/g。所以急需對(duì)現(xiàn)有MTBE的脫硫技術(shù)進(jìn)行升級(jí)，開(kāi)發(fā)新的節(jié)能環(huán)保脫硫技術(shù)，滿足低硫環(huán)保的要求。

1 分析MTBE深度脫硫技術(shù)與其脫硫原理

MTBE的脫硫技術(shù)有兩種，一是原料脫硫技術(shù)，二是產(chǎn)品深度脫硫技術(shù)。雖然原料脫硫技術(shù)被不斷完善，能夠保證硫含量低于50μg/g，但是遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到國(guó)V車(chē)用汽油10μg/g的標(biāo)準(zhǔn)，所以需要實(shí)施產(chǎn)品深度脫硫技術(shù)。

深度脫硫是運(yùn)用MTBE當(dāng)中的硫化物與其相對(duì)揮發(fā)度，溶解性、吸附強(qiáng)度等差異，通過(guò)物理、化學(xué)或生物等方法進(jìn)行分離，進(jìn)而達(dá)到脫硫的目的。目前MTBE深度脫硫技術(shù)主要有萃取精餾、催化精餾、吸附精餾、滲透汽化膜分離等方法。

2 MTBE深度脫硫技術(shù)的應(yīng)用[1-3]

2.1 萃取精餾脫硫技術(shù)

萃取精餾脫硫技術(shù)的原理是添加一種新的萃取劑來(lái)分離硫化物。由于MTBE和硫化物對(duì)于萃取劑的溶解度不同，硫化物選擇性的溶于萃取劑，利用萃取劑與MTBE的沸點(diǎn)差，通過(guò)精餾達(dá)到分離目的。目前國(guó)內(nèi)約有20套MTBE裝置采用萃取精餾技術(shù)。

催化蒸餾液中的MTBE和防焦劑（防結(jié)焦與萃取）進(jìn)行混合后，再進(jìn)萃取精餾塔，硫化物結(jié)合防焦劑生成更高沸點(diǎn)的硫化物，通過(guò)精餾分離，硫含量低的MTBE從精餾塔的塔頂采出，硫含量高的MTBE及萃取劑從塔底排出，去萃取劑再生工段。此法適用于常壓低溫操作流程，可以使MTBE中高達(dá)3000μg/g的硫含量降為10μg/g，達(dá)到國(guó)V車(chē)用汽油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。一般可選用的萃取劑：重整汽油、溶劑油、柴油、芳烴、丁醇、環(huán)丁砜等。此法萃取劑雖可再生，但再生溫度極高，增加了操作難度和設(shè)備投資。當(dāng)MTBE中含有較高的酸性低沸點(diǎn)硫化物時(shí)，可采用堿洗—萃取精餾實(shí)現(xiàn)。

2.2 催化精餾脫硫技術(shù)

催化精餾是采用催化劑將硫化物催化為高沸點(diǎn)硫化物，進(jìn)而脫除硫化物。一般先進(jìn)入脫輕塔，再進(jìn)入脫重塔，此法硫脫除率高，可將硫含量降為10μg/g。脫輕塔可根據(jù)原料中硫含量的多少?zèng)Q定是否開(kāi)車(chē)運(yùn)行。目前國(guó)內(nèi)約有10套MTBE裝置采用催化精餾技術(shù)。

還有一種是反應(yīng)精餾，與催化精餾原理類(lèi)似，是利用催化劑與氧化劑將硫化物催化氧化為硫酸鹽，再將其脫除。催化劑一般有甲酸、乙酸、硫酸或磷酸，氧化劑為雙氧水，但此法脫硫后的硫含量只能達(dá)到15ppm，不滿足國(guó)V標(biāo)準(zhǔn)。催化劑采用酸性催化劑，對(duì)設(shè)備材質(zhì)要求較高，增加投資成本。所以調(diào)整工藝參數(shù)，滿足脫硫指標(biāo)，優(yōu)化催化劑和氧化劑的選取是關(guān)鍵。

2.3 吸附精餾脫硫技術(shù)

該技術(shù)采用的吸附劑一般為復(fù)合液體，采用特殊處理置于吸附精餾塔上部，硫化物被吸附脫除，低硫MTBE從塔頂采出，高沸點(diǎn)硫化物從塔底采出段排出。吸附劑吸附飽和后，經(jīng)過(guò)再生循環(huán)使用。吸附劑一般為改性的陰、陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。此法安全、清潔，但由于吸附劑的使用壽命和吸附容量等限制，工業(yè)應(yīng)用有一定局限性。目前國(guó)內(nèi)約有9套MTBE裝置采用吸附精餾技術(shù)。

2.4 滲透汽化膜分離技術(shù)

此法是一種新型的脫硫技術(shù)，目前有PDMS/PEI滲透汽化深度脫硫，PDMS/PAN滲透汽化深度脫硫技術(shù)等。主要借助于MTBE和硫化物對(duì)膜的透過(guò)率不同，實(shí)現(xiàn)二者的分離。

此法適用于液體混合物，因?yàn)闆](méi)有新增萃取劑、催化劑等其他物質(zhì)，所以不存在溶劑回收及二次污染等問(wèn)題，具有高效、清潔、操作簡(jiǎn)單、安全等優(yōu)點(diǎn)。

通過(guò)調(diào)節(jié)操作溫度可控制脫硫效果。但膜組件的的材料及工藝流程的合理設(shè)計(jì)是重點(diǎn)和難點(diǎn)，此法是未來(lái)脫硫技術(shù)發(fā)展的方向。

3 總結(jié)

綜上所述，隨著生態(tài)環(huán)境和污染問(wèn)題日益嚴(yán)重，國(guó)家提出“低硫環(huán)保”的號(hào)召，汽油的質(zhì)量面臨嚴(yán)重挑戰(zhàn)，汽油調(diào)和劑MTBE的含硫量也被要求降低到10μg/g及以下，汽油廠實(shí)施深度脫硫技術(shù)勢(shì)在必行，如何在滿足工藝指標(biāo)的前提下，降低設(shè)備投資，節(jié)能降耗，減少三廢排放，達(dá)到環(huán)保要求，這是MTBE深度脫硫技術(shù)改進(jìn)升級(jí)的目標(biāo)。就目前的深度脫硫技術(shù)來(lái)講，滲透汽化膜分離技術(shù)是未來(lái)的發(fā)展方向，有廣闊的應(yīng)用前景。

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