S-zorb吸附脫硫技術(shù)對汽油脫硫的重要性

陳果

摘 要：世界范圍內(nèi)，汽油目前仍是乘用車發(fā)動機的主要燃料，其主要性能指標包括汽油的蒸發(fā)性，抗爆性，氧化安定性及防腐性。其中作為辛烷值劃分汽油牌號的抗爆性就可看出其對汽油品質(zhì)的重要性。而隨著國家節(jié)能減排和環(huán)境保護要求日益凸顯，2017年10月執(zhí)行的國Ⅴ汽油標準要求成品油硫含量必須小于10ug/g。但普通的加氫脫硫技術(shù)會導(dǎo)致汽油中的烯烴飽和，從而大幅降低汽油的辛烷值，所以低辛烷值損失的汽油脫硫方法也成為石油煉化領(lǐng)域的一門前沿學科，S-zorb吸附脫硫技術(shù)就具備脫硫效率高，辛烷值損失小等優(yōu)點，也越來越被眾多石油煉化企業(yè)所使用。

關(guān)鍵詞：汽油成分;脫硫;辛烷值

我國汽油組分目前仍以催化裂化汽油為主，即便催化重整汽油迅猛發(fā)展，目前催化汽油所占汽油調(diào)合組分的比例仍超過70%。催化汽油產(chǎn)品特點為高烯烴，高辛烷值，高含硫量，高蒸氣壓，氧含量低。高硫汽油顯然不能滿足國家標準，而有效的脫硫又面臨著辛烷值損失大，油品收率低，操作費用高等問題。S-zorb工藝技術(shù)基于吸附作用原理對來脫除催化汽油中的硫，與其他加氫脫硫技術(shù)比較，具備脫硫率高，辛烷值損失小，運營成本低等優(yōu)點。

1 汽油成分結(jié)構(gòu)對汽車穩(wěn)定運行的影響

爆震是汽油發(fā)動機的一種不正常燃燒，發(fā)生在燃燒過程后期，在激烈爆震時，產(chǎn)生的爆震波在未燃氣體中以2000～2300m/s的速度傳播，燃氣壓力急劇上升，短時間局部壓力可達10MPa以上，氣缸內(nèi)局部溫度可達2000～2500℃。

汽油的抗爆性用辛烷值表示，并人為規(guī)定抗爆性極好的異辛烷的辛烷值為100，抗爆性極差的正庚烷的辛烷值為0，兩者的混合物則以其中異辛烷的體積分數(shù)為其辛烷值，一般用馬達法（MON）或研究法（RON）測得，而汽油的抗爆性取決于其化學組成，根據(jù)汽油主要成分C1～C12列舉個各族烴類辛烷值如表1，由此可見：各族烴類抗暴優(yōu)劣大致順序為：芳香烴>異構(gòu)烷烴和異構(gòu)烯烴>正構(gòu)烯烴及環(huán)烷烴>正構(gòu)烷烴。

從上表可看出，芳香烴、異構(gòu)烷烴和異構(gòu)烯烴，是提升汽油辛烷值的主要元素。然而芳香烴和烯烴的辛烷值較高，但烯烴的化學活性大，經(jīng)過蒸發(fā)會造成光化學污染，芳香烴會增加氣缸積碳，所以國Ⅴ汽油要求芳烴含量（V%）≯40;烯烴含量（V%）≯24;苯含量（V%）≯1，這導(dǎo)致異構(gòu)烷烴這個汽油理想型組分在汽油中不可或缺。

2? S-zorb吸附脫硫技術(shù)的重要性

隨著科學進步，國內(nèi)外已開發(fā)出很多種汽油脫硫技術(shù)，如RSDS技術(shù)，Prime-G+技術(shù)等，文獻表明一定條件下這些技術(shù)都能將催化汽油中的硫脫到標準要求，但高硫差的脫硫帶來的辛烷值損失仍未解決，而S-zorb吸附脫硫技術(shù)為全餾分進料，無需切割分餾，各種烴及其衍生物中的硫都被吸附劑直接吸附，并非通過常規(guī)氫解，裂化，加氫生成硫化氫從而達到脫硫目的，其產(chǎn)品中沒有硫化氫造成操作的危險性，也不用擔心汽油內(nèi)烯烴再與硫化氫結(jié)合生成硫醇。其反應(yīng)催化汽油通過S-zorb處理后，含硫量能從560ppm降至10ppm以下，且辛烷值損失小于2個單位，如表2。

從上表結(jié)果可以看出S zorb脫硫汽油烯烴含量有下降但辛烷值下降不明顯，這得力于其反應(yīng)機理，在它反應(yīng)器內(nèi)不僅發(fā)生著脫硫反應(yīng)，還發(fā)生一些對辛烷值有益的反應(yīng)：如烯烴加氫異構(gòu)化反應(yīng)，烯烴芳構(gòu)化反應(yīng)，這些反應(yīng)不僅提高了汽油的安定性，還使汽油的辛烷值有所提高。

與其他加氫脫硫技術(shù)相比，S-zorb脫硫技術(shù)對氫氣純度要求底線也相當?shù)?，現(xiàn)有煉廠資源條件下，重組氫氣足以作為其主要氫氣來源，并且用量相對較少，從表2可看出，純度即使低于90%也不影響汽油脫硫生產(chǎn)。

不僅如此，從汽油中吸附出來的硫通過吸附劑再生，生產(chǎn)二氧化硫會進入硫磺回收裝置，作為硫磺回收的原料與酸性氣混合生成硫和水，完美解決了環(huán)境污染問題和能源浪費問題，

從2007年中石化收購S-zorb工藝技術(shù)至今，已在中石化系統(tǒng)中全面推廣。至2020年，中石化系統(tǒng)內(nèi)已有29套S-zorb裝置，濟南煉化分公司于2009年12月投產(chǎn)第一套90萬t/a S-zorb吸附脫硫裝置，于2018年8月成功擴能至180萬t/a，其間成功克服了吸附劑輸送不暢，反應(yīng)過濾器ME101差壓上漲過快，吸附劑損耗大，程控閥磨損，進料換熱器E101結(jié)垢，再生器結(jié)塊，吸附劑輸送管線泄漏，膨脹節(jié)磨損等問題，成為汽油脫硫系統(tǒng)中的中流砥柱。

3 結(jié)論

通過以上分析我們可以看出，汽油的理想組分是：分子量接近時，芳香烴>異構(gòu)烷烴和異構(gòu)烯烴>正構(gòu)烯烴及環(huán)烷烴>正構(gòu)烷烴，但考慮烯烴族的不穩(wěn)定性和芳香烴族的易燃燒不完全結(jié)焦性，多取代基排列緊湊的烷烴是汽油的理想結(jié)構(gòu)。

我國石油煉化技術(shù)已經(jīng)擁有了良好的技術(shù)基礎(chǔ)，經(jīng)過多年的探索研究和技術(shù)積累，在石油煉化的各個環(huán)節(jié)都擁有了一系列的自主技術(shù)，并在部分領(lǐng)域達到了世界一流水平。S-zorb吸附脫硫技術(shù)在石油煉化領(lǐng)域中的應(yīng)用，不僅大大提升了汽油的環(huán)評標準，同時兼顧了汽油辛烷值水平，其脫硫徹底，精制汽油收率高的優(yōu)點是現(xiàn)代煉化企業(yè)中汽油脫硫技術(shù)不二選擇。

隨著經(jīng)濟發(fā)展和生活水平的提高，未來全球能源需求將繼續(xù)保持增長。中石化致力于提供清潔、優(yōu)質(zhì)、可靠的油氣資源。S-zorb吸附脫硫技術(shù)經(jīng)過長期的技術(shù)積累與改進，已經(jīng)成為一項成熟的，完整的工藝技術(shù)，是生產(chǎn)超低硫清潔汽油的重要途徑。

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