FCC汽油選擇性加氫脫硫后硫醇脫除技術(shù)的多維度探究與優(yōu)化策略_第1頁(yè)
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FCC汽油選擇性加氫脫硫后硫醇脫除技術(shù)的多維度探究與優(yōu)化策略一、引言1.1研究背景與意義隨著全球工業(yè)化進(jìn)程的加速,汽車保有量持續(xù)增長(zhǎng),汽車尾氣排放對(duì)環(huán)境的影響愈發(fā)顯著。汽油作為汽車的主要燃料,其質(zhì)量直接關(guān)系到尾氣排放的污染物種類和數(shù)量。催化裂化(FCC)汽油是汽油的主要來(lái)源,在我國(guó)成品汽油總量中占比高達(dá)70%-80%,然而,F(xiàn)CC汽油具有硫含量和烯烴含量高的特點(diǎn),其中90%以上的硫化物來(lái)源于FCC汽油。汽油中的硫在燃燒過(guò)程中會(huì)轉(zhuǎn)化為SOx排放到大氣中,不僅是形成酸雨的主要原因之一,還會(huì)抑制汽車尾氣轉(zhuǎn)化催化劑的活性,降低尾氣轉(zhuǎn)化器對(duì)NOx、未完全燃燒的烴類(HC)及顆粒物(PM)等污染物的轉(zhuǎn)化效率。例如,當(dāng)汽油中的硫含量過(guò)高時(shí),汽車尾氣中的SOx排放會(huì)顯著增加,在大氣中經(jīng)過(guò)一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)后,形成硫酸等酸性物質(zhì),隨著降雨落到地面,對(duì)土壤、水體和建筑物等造成嚴(yán)重的腐蝕和損害。隨著環(huán)保法規(guī)的日益嚴(yán)格,世界各國(guó)對(duì)車用燃料的質(zhì)量要求越發(fā)苛刻,生產(chǎn)低硫的“清潔燃料”已成為必然趨勢(shì)。如北京在2012年5月31日起實(shí)施的第五階段機(jī)動(dòng)車排放標(biāo)準(zhǔn),將車用汽油的硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)從50mg/kg降為10mg/kg,基本符合“歐Ⅴ”標(biāo)準(zhǔn)。這就要求煉油企業(yè)必須采取有效的脫硫措施,降低FCC汽油中的硫含量,以滿足環(huán)保要求和市場(chǎng)需求。在FCC汽油所含的硫化物中,硫醇是其中重要的一類。硫醇不僅會(huì)產(chǎn)生令人惡心的臭味,還會(huì)對(duì)油品的性質(zhì)產(chǎn)生多方面的不良影響。從油品安定性角度來(lái)看,硫醇是一種氧化引發(fā)劑,能使油品中的不穩(wěn)定化合物氧化疊合生成膠狀物質(zhì),導(dǎo)致油品的顏色變深、質(zhì)量下降,縮短油品的儲(chǔ)存周期。從腐蝕性方面分析,硫醇具有腐蝕性,并且能增強(qiáng)元素硫的腐蝕性,會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)等設(shè)備造成損害,影響其使用壽命和性能。此外,硫醇還會(huì)影響油品對(duì)添加劑(如抗暴劑、抗氧化劑等)的感受性,降低添加劑的效果,進(jìn)而影響汽油的整體質(zhì)量和使用性能。因此,在FCC汽油脫硫過(guò)程中,高效脫除硫醇具有至關(guān)重要的作用。一方面,有效脫除硫醇能夠顯著降低汽油燃燒時(shí)產(chǎn)生的刺激性氣味,減少對(duì)環(huán)境和人體的危害,改善空氣質(zhì)量,保護(hù)生態(tài)環(huán)境。另一方面,對(duì)于提高汽油的品質(zhì)和穩(wěn)定性意義重大,能夠確保汽油在儲(chǔ)存和使用過(guò)程中保持良好的性能,提高發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率,減少能源消耗,降低尾氣中其他污染物的排放,實(shí)現(xiàn)汽車尾氣的清潔排放。研究FCC汽油選擇性加氫脫硫油品中硫醇脫除方法,對(duì)于推動(dòng)煉油行業(yè)的綠色發(fā)展,滿足日益嚴(yán)格的環(huán)保要求,保障能源安全和可持續(xù)發(fā)展,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀在FCC汽油選擇性加氫脫硫領(lǐng)域,國(guó)外的研究起步較早,技術(shù)相對(duì)成熟。法國(guó)IFP開發(fā)的PrimeG+技術(shù)具有代表性,該技術(shù)針對(duì)FCC汽油中硫化物的分布特點(diǎn),先將催化裂化全餾分油進(jìn)行選擇性加氫,再將加氫產(chǎn)物分為輕組分和重組分,輕組分可直接作為汽油調(diào)合組分或作為醚化、烷基化進(jìn)料,重組分進(jìn)入加氫反應(yīng)器,在雙催化劑體系下進(jìn)行深度加氫脫硫反應(yīng)。這種工藝能在一定程度上減少烯烴飽和,降低辛烷值損失,提高脫硫效率。ExxonMobil公司推出的SCANfining技術(shù),包括SCANfiningI代和SCANfiningII代工藝技術(shù),是一種成本低、脫硫/烯烴飽和比高的FCC汽油選擇性脫硫技術(shù),已在煉廠中得到工業(yè)應(yīng)用,主要包括雙烯烴飽和反應(yīng),在實(shí)際應(yīng)用中展現(xiàn)出良好的脫硫性能。國(guó)內(nèi)在FCC汽油選擇性加氫脫硫方面也取得了顯著進(jìn)展。中國(guó)石油大學(xué)(華東)等科研院校針對(duì)國(guó)內(nèi)FCC汽油硫和烯烴含量高的特點(diǎn),開發(fā)了一系列加氫脫硫技術(shù)。例如,通過(guò)對(duì)催化劑活性組分前驅(qū)物、載體及改性劑的研究,制備出高脫硫活性/選擇性及良好穩(wěn)定性的加氫脫硫催化劑。以γ-Al?O?為載體,采用等體積浸漬法制備的NiSO?/γ-Al?O?催化劑,其加氫脫硫活性和選擇性均高于以硝酸鎳為前驅(qū)體制備的NiO/γ-Al?O?催化劑。此外,還研究了納米HZSM-5、S-1、TS-1和γ-Al?O?等不同載體對(duì)CoMo負(fù)載型催化劑催化性能的影響,以及絡(luò)合劑乙二胺四乙酸(EDTA)等對(duì)催化劑的改性作用,發(fā)現(xiàn)EDTA的引入能調(diào)變活性組分和載體之間的相互作用,改善活性組分在載體表面的分散,從而提高催化劑的催化性能。在硫醇脫除方面,國(guó)內(nèi)外研究主要集中在氧化法、吸附法和抽提法等。氧化法中,磺化鈦菁鈷或聚酞菁鈷等常被用作催化劑,以空氣為氧化劑,在強(qiáng)堿性介質(zhì)中將硫醇氧化成無(wú)害的二硫化物溶解在油品中。蔣鋒等人采用固定床反應(yīng)器,以磺化鈦菁鈷為催化劑,考察了各種反應(yīng)條件對(duì)脫硫醇結(jié)果的影響,確定了脫硫醇最佳反應(yīng)條件,發(fā)現(xiàn)隨著餾分沸點(diǎn)的升高,硫醇脫除率逐漸降低,表明輕組分中硫醇易于脫除,而重組分中硫醇較難脫除。吸附法利用具有特定吸附性能的吸附劑來(lái)脫除硫醇,如以鉛、汞和銀等作為活性組分的吸附劑。有研究使用模型化合物考察其飽和吸附硫容量,確定銀為最佳活性組分,并對(duì)銀/γ-氧化鋁吸附劑進(jìn)行了一系列考察,確定了最佳焙燒溫度、吸附溫度和活性組分含量等。抽提法通常采用復(fù)合溶劑進(jìn)行抽提,如王鶴鳴等人研究了以固體堿代替液體堿進(jìn)行硫化氫脫除、以整裝型固定床催化劑催化氧化硫醇為二硫化物,同時(shí)抽提溶劑循環(huán)再生進(jìn)行FCC輕汽油脫硫醇的工藝,實(shí)現(xiàn)了劑-堿分離,提高了催化劑的使用壽命。然而,現(xiàn)有硫醇脫除方法仍存在一些問(wèn)題,如氧化法可能會(huì)產(chǎn)生二次污染,吸附法的吸附劑成本較高、吸附容量有限,抽提法的抽提效率有待進(jìn)一步提高等,這些都為后續(xù)的研究提供了方向。1.3研究?jī)?nèi)容與方法1.3.1研究?jī)?nèi)容本研究聚焦于FCC汽油選擇性加氫脫硫油品中硫醇的脫除,具體涵蓋以下幾個(gè)方面:硫醇脫除方法研究:對(duì)吸附法、氧化法和抽提法等常見的硫醇脫除方法進(jìn)行深入探究。在吸附法方面,詳細(xì)考察不同活性組分(如鉛、汞、銀等)負(fù)載在γ-氧化鋁等載體上制備的吸附劑,研究其對(duì)硫醇的吸附性能,通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定最佳活性組分及吸附劑的最佳制備條件,包括焙燒溫度、吸附溫度和活性組分含量等,分析吸附過(guò)程中硫醇與吸附劑之間的相互作用機(jī)制。在氧化法研究中,以磺化鈦菁鈷等為催化劑,以空氣為氧化劑,深入研究在強(qiáng)堿性介質(zhì)中硫醇氧化成二硫化物的反應(yīng)條件,如反應(yīng)溫度、氧氣壓力、空速等對(duì)硫醇脫除率的影響,優(yōu)化氧化反應(yīng)條件,提高硫醇脫除效率,并分析氧化過(guò)程中的副反應(yīng)及對(duì)油品質(zhì)量的影響。對(duì)于抽提法,研究復(fù)合溶劑的組成和性質(zhì)對(duì)硫醇抽提效果的影響,探索抽提過(guò)程中的最佳工藝參數(shù),如劑油比、抽提溫度和時(shí)間等,實(shí)現(xiàn)高效抽提硫醇,并研究抽提溶劑的循環(huán)再生方法,降低生產(chǎn)成本。影響因素分析:全面分析各種因素對(duì)硫醇脫除效果的影響。一方面,深入研究FCC汽油的組成,包括硫醇的類型和分布、烯烴含量、芳烴含量以及其他硫化物的存在等對(duì)硫醇脫除的影響機(jī)制。例如,不同類型的硫醇(如低碳正構(gòu)硫醇、大分子硫醇等)由于其結(jié)構(gòu)差異,在脫除過(guò)程中的反應(yīng)活性和難易程度不同,分析這些差異對(duì)整體硫醇脫除效果的影響。另一方面,考察反應(yīng)條件,如溫度、壓力、空速和氫油比等對(duì)硫醇脫除率和選擇性的影響。例如,升高溫度可能會(huì)加快反應(yīng)速率,但也可能導(dǎo)致副反應(yīng)的發(fā)生,影響硫醇脫除的選擇性和油品的穩(wěn)定性,通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定這些反應(yīng)條件的最佳范圍,以實(shí)現(xiàn)硫醇的高效脫除和油品質(zhì)量的保障。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與優(yōu)化:通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)各種硫醇脫除方法進(jìn)行驗(yàn)證和優(yōu)化。在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的固定床反應(yīng)器或間歇反應(yīng)器中,以FCC汽油選擇性加氫脫硫后的油品為原料,分別采用上述研究的吸附法、氧化法和抽提法進(jìn)行硫醇脫除實(shí)驗(yàn)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,對(duì)比不同方法的硫醇脫除效果,分析每種方法的優(yōu)缺點(diǎn),并對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化。例如,對(duì)于吸附法,根據(jù)吸附劑的飽和吸附硫容量和吸附選擇性,優(yōu)化吸附劑的用量和吸附時(shí)間;對(duì)于氧化法,根據(jù)硫醇脫除率和副反應(yīng)情況,優(yōu)化反應(yīng)溫度和氧氣用量;對(duì)于抽提法,根據(jù)抽提效率和溶劑損耗,優(yōu)化劑油比和抽提次數(shù)等。同時(shí),考慮多種方法的組合應(yīng)用,探索將吸附法與氧化法、抽提法相結(jié)合的可能性,通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證組合工藝的脫硫醇效果,實(shí)現(xiàn)FCC汽油中硫醇的深度脫除和油品質(zhì)量的全面提升。1.3.2研究方法為實(shí)現(xiàn)上述研究?jī)?nèi)容,本研究將采用以下研究方法:實(shí)驗(yàn)研究法:搭建實(shí)驗(yàn)裝置,進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)研究。使用高壓微反裝置、固定床反應(yīng)器等設(shè)備,以FCC汽油選擇性加氫脫硫后的油品為原料,開展不同硫醇脫除方法的實(shí)驗(yàn)。在吸附法實(shí)驗(yàn)中,通過(guò)改變吸附劑的活性組分、載體、制備條件和吸附條件,測(cè)定吸附劑對(duì)硫醇的飽和吸附硫容量和吸附選擇性;在氧化法實(shí)驗(yàn)中,通過(guò)改變催化劑種類、反應(yīng)溫度、氧氣壓力、空速等條件,測(cè)定硫醇脫除率和產(chǎn)物分布;在抽提法實(shí)驗(yàn)中,通過(guò)改變復(fù)合溶劑的組成、劑油比、抽提溫度和時(shí)間等條件,測(cè)定硫醇抽提效率和溶劑損耗。通過(guò)這些實(shí)驗(yàn),獲取大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),為后續(xù)的分析和優(yōu)化提供依據(jù)。對(duì)比分析法:對(duì)不同的硫醇脫除方法進(jìn)行對(duì)比分析。比較吸附法、氧化法和抽提法在相同實(shí)驗(yàn)條件下對(duì)FCC汽油中硫醇的脫除效果,包括硫醇脫除率、選擇性、對(duì)油品其他性質(zhì)的影響以及成本等方面。例如,對(duì)比吸附法和氧化法對(duì)不同類型硫醇的脫除能力,分析哪種方法更適合處理特定組成的FCC汽油;對(duì)比抽提法和吸附法的成本,包括吸附劑或溶劑的成本、再生成本以及設(shè)備投資等,評(píng)估不同方法的經(jīng)濟(jì)可行性。通過(guò)對(duì)比分析,找出各種方法的優(yōu)勢(shì)和不足,為選擇最佳的硫醇脫除方法或組合工藝提供參考。儀器分析法:運(yùn)用多種儀器分析手段對(duì)FCC汽油及其脫硫醇后的產(chǎn)物進(jìn)行分析。使用氣相色譜-原子發(fā)射光譜聯(lián)用技術(shù)(GC-AED)、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(GC-MS)等儀器,分析FCC汽油中硫醇的類型、分布和含量,以及脫硫醇過(guò)程中硫化物的變化情況。通過(guò)GC-AED可以準(zhǔn)確測(cè)定不同硫化物的含量,通過(guò)GC-MS可以鑒定硫化物的結(jié)構(gòu),從而深入了解硫醇在脫硫醇過(guò)程中的反應(yīng)路徑和轉(zhuǎn)化機(jī)制。同時(shí),使用熒光定硫儀測(cè)定油品中的總硫含量,使用辛烷值測(cè)定儀測(cè)定油品的辛烷值,評(píng)估脫硫醇過(guò)程對(duì)油品質(zhì)量的影響。理論分析法:結(jié)合相關(guān)理論知識(shí),對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和解釋。運(yùn)用化學(xué)吸附理論、氧化還原反應(yīng)理論、萃取理論等,分析吸附法中硫醇與吸附劑之間的相互作用機(jī)制,氧化法中硫醇氧化的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué),以及抽提法中硫醇在溶劑中的分配系數(shù)和傳質(zhì)過(guò)程等。通過(guò)理論分析,深入理解各種硫醇脫除方法的本質(zhì),為優(yōu)化工藝條件和改進(jìn)方法提供理論指導(dǎo)。例如,根據(jù)化學(xué)吸附理論,分析吸附劑的活性位點(diǎn)與硫醇分子之間的化學(xué)鍵合作用,解釋吸附劑對(duì)不同硫醇的吸附選擇性差異;根據(jù)氧化還原反應(yīng)理論,分析氧化反應(yīng)的速率控制步驟和反應(yīng)平衡,優(yōu)化氧化反應(yīng)條件,提高硫醇脫除效率。二、FCC汽油選擇性加氫脫硫概述2.1FCC汽油特性與硫醇危害FCC汽油作為汽油的主要調(diào)和組分,具有獨(dú)特的組成特點(diǎn)。從烴類組成來(lái)看,F(xiàn)CC汽油中烯烴含量較高,通常在30%-60%之間。烯烴具有較高的辛烷值,對(duì)提升汽油的抗爆性能具有重要作用,但同時(shí)烯烴化學(xué)性質(zhì)活潑,在儲(chǔ)存和使用過(guò)程中容易發(fā)生氧化、聚合等反應(yīng),導(dǎo)致汽油的安定性下降,如生成膠質(zhì),使汽油顏色變深,影響汽油的質(zhì)量和使用性能。此外,F(xiàn)CC汽油中還含有一定量的芳烴,含量一般在10%-30%左右,芳烴也能提高汽油的辛烷值,但過(guò)高的芳烴含量會(huì)增加汽車尾氣中多環(huán)芳烴等有害物質(zhì)的排放,對(duì)環(huán)境和人體健康造成危害。除了烴類,F(xiàn)CC汽油中還存在各類硫化物,其中硫醇是重要的一類。硫醇對(duì)油品質(zhì)量有著多方面的不良影響。在油品安定性方面,硫醇是一種氧化引發(fā)劑,能加速油品中其他不穩(wěn)定化合物的氧化疊合反應(yīng)。例如,在光照、受熱等條件下,硫醇能與油品中的烯烴、二烯烴等發(fā)生反應(yīng),生成大分子的膠狀物質(zhì)。這些膠狀物質(zhì)會(huì)逐漸沉積在油箱、油管和發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部,不僅會(huì)堵塞油路,影響發(fā)動(dòng)機(jī)的正常供油,還會(huì)降低發(fā)動(dòng)機(jī)的功率,增加燃油消耗。同時(shí),隨著膠狀物質(zhì)的不斷生成和積累,油品的顏色會(huì)逐漸變深,從原本清澈透明的液體變?yōu)辄S色甚至棕褐色,嚴(yán)重影響油品的外觀質(zhì)量和商業(yè)價(jià)值。從腐蝕性角度分析,硫醇具有一定的酸性,其酸性雖然相對(duì)較弱,但足以對(duì)金屬設(shè)備產(chǎn)生腐蝕作用。在煉油過(guò)程中,F(xiàn)CC汽油中的硫醇會(huì)與設(shè)備中的金屬表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng),形成金屬硫化物。這些金屬硫化物的存在會(huì)破壞金屬的表面結(jié)構(gòu),降低金屬的強(qiáng)度和耐腐蝕性。例如,在汽油儲(chǔ)罐、輸油管道等設(shè)備中,硫醇的腐蝕作用可能導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)穿孔、泄漏等問(wèn)題,不僅會(huì)造成油品的損失,還會(huì)引發(fā)安全事故,對(duì)人員和環(huán)境構(gòu)成威脅。此外,硫醇還能增強(qiáng)元素硫的腐蝕性,當(dāng)油品中同時(shí)存在硫醇和元素硫時(shí),它們會(huì)協(xié)同作用,加速金屬的腐蝕過(guò)程,使設(shè)備的腐蝕情況更加嚴(yán)重。在環(huán)保方面,硫醇對(duì)環(huán)境的危害也不容忽視。硫醇具有極難聞的臭味,即使在極低的濃度下,也能被人嗅覺感知。當(dāng)含有硫醇的FCC汽油在燃燒過(guò)程中,硫醇會(huì)轉(zhuǎn)化為二氧化硫等含硫污染物排放到大氣中。這些含硫污染物是形成酸雨的主要前體物之一,它們?cè)诖髿庵薪?jīng)過(guò)一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng),與水蒸氣結(jié)合形成硫酸等酸性物質(zhì),隨著降雨落到地面,會(huì)對(duì)土壤、水體和建筑物等造成嚴(yán)重的腐蝕和損害。例如,酸雨會(huì)使土壤酸化,降低土壤肥力,影響農(nóng)作物的生長(zhǎng)和產(chǎn)量;會(huì)使水體的pH值下降,破壞水生生態(tài)系統(tǒng),導(dǎo)致魚類等水生生物的生存受到威脅;還會(huì)腐蝕建筑物的表面,使其外觀受損,縮短建筑物的使用壽命。此外,大氣中的含硫污染物還會(huì)對(duì)空氣質(zhì)量產(chǎn)生負(fù)面影響,形成霧霾等大氣污染現(xiàn)象,危害人體健康,引發(fā)呼吸道疾病、心血管疾病等多種健康問(wèn)題。2.2選擇性加氫脫硫原理與工藝加氫脫硫的化學(xué)反應(yīng)原理主要基于在催化劑的作用下,硫化物與氫氣發(fā)生氫解反應(yīng)。以常見的硫醇、二硫化物和噻吩類硫化物為例,其反應(yīng)過(guò)程各有特點(diǎn)。硫醇(RSH)在加氫條件下,會(huì)與氫氣發(fā)生反應(yīng),硫原子與氫原子結(jié)合生成硫化氫(H?S),同時(shí)烴基(R)形成相應(yīng)的烴類化合物,反應(yīng)方程式為:RSH+H?→RH+H?S。二硫化物(RSSR')則會(huì)發(fā)生氫解斷裂,生成相應(yīng)的硫醇,硫醇再進(jìn)一步與氫氣反應(yīng)生成硫化氫和烴類,即RSSR'+2H?→2RSH,RSH+H?→RH+H?S。噻吩類硫化物由于其具有芳香性的環(huán)狀結(jié)構(gòu),反應(yīng)相對(duì)復(fù)雜,以噻吩(C?H?S)為例,它首先在催化劑活性中心上吸附,然后與氫氣發(fā)生反應(yīng),經(jīng)過(guò)一系列的中間步驟,最終生成硫化氫和相應(yīng)的烴類,如C?H?S+4H?→C?H??+H?S。這些反應(yīng)的發(fā)生,使得FCC汽油中的硫化物轉(zhuǎn)化為硫化氫和烴類,從而實(shí)現(xiàn)脫硫的目的。在選擇性加氫脫硫工藝中,Prime-G+和OCT-M是較為常見的工藝。Prime-G+工藝由法國(guó)AXENS公司開發(fā),該工藝具有獨(dú)特的流程。首先,對(duì)催化裂化全餾分油進(jìn)行選擇性加氫(SHU),在這一過(guò)程中,主要發(fā)生二烯烴的加氫反應(yīng),將二烯烴轉(zhuǎn)化為單烯烴,提高油品的安定性;同時(shí),輕硫醇及輕硫化物與烯烴發(fā)生硫醚化反應(yīng)轉(zhuǎn)化成較重的硫化物,而總硫量并不降低,只是將輕硫化物轉(zhuǎn)化為便于后續(xù)處理的重硫化物,且在此過(guò)程中烯烴不被飽和,產(chǎn)品辛烷值不損失。隨后,對(duì)SHU后的產(chǎn)物進(jìn)行分餾,分離出輕石腦油和重質(zhì)汽油。輕石腦油可直接作為汽油調(diào)合組分或作為醚化、烷基化進(jìn)料,其硫醇和輕硫化物含量低,符合相關(guān)使用要求;重質(zhì)汽油則進(jìn)入后續(xù)的選擇性加氫脫硫(HDS)單元,在該單元中,采用雙催化劑體系,第一種催化劑具有高脫硫率和良好的選擇性,能完成大部分的脫硫反應(yīng),且烯烴飽和量少;第二種催化劑主要用于降低硫醇含量,且不發(fā)生烯烴飽和反應(yīng)。通過(guò)這兩種催化劑的協(xié)同作用,在保證高脫硫水平的同時(shí),有效控制烯烴飽和率,使汽油辛烷值損失在可接受范圍內(nèi),該工藝的脫硫率可以達(dá)到98%,能夠滿足硫含量低于10ppm的超低硫規(guī)格。OCT-M工藝由中國(guó)石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院開發(fā),其流程相對(duì)簡(jiǎn)潔。該工藝不進(jìn)行預(yù)處理,直接將FCC汽油切割為輕重兩部分。輕餾分主要含有較多的烯烴和少量的輕硫醇等硫化物,這部分輕餾分去進(jìn)行無(wú)堿脫臭處理,通過(guò)特定的方法脫除其中的硫醇,使其滿足汽油調(diào)合的要求。重餾分含有較多的重質(zhì)硫化物,進(jìn)入加氫脫硫單元,在加氫催化劑的作用下進(jìn)行加氫脫硫反應(yīng),降低重餾分中的硫含量。最后,將處理后的輕餾分和重餾分進(jìn)行調(diào)合,得到符合質(zhì)量要求的汽油產(chǎn)品。該工藝的優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單,操作相對(duì)便捷,能夠在一定程度上降低投資和運(yùn)行成本。然而,與Prime-G+工藝相比,在處理高硫含量的FCC汽油時(shí),可能在脫硫深度和辛烷值保持方面存在一定的局限性,但其在滿足國(guó)內(nèi)一些煉廠對(duì)FCC汽油脫硫的基本需求方面具有重要的應(yīng)用價(jià)值。2.3加氫脫硫后油品組成變化為深入了解FCC汽油選擇性加氫脫硫過(guò)程對(duì)油品組成的影響,通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)加氫脫硫前后的油品進(jìn)行了全面分析。實(shí)驗(yàn)以某煉廠的FCC汽油為原料,采用固定床反應(yīng)器進(jìn)行選擇性加氫脫硫?qū)嶒?yàn),反應(yīng)條件為:溫度280℃,壓力2.0MPa,空速1.5h?1,氫油比300。在硫醇含量變化方面,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)清晰地表明了加氫脫硫?qū)α虼济摮娘@著效果。加氫脫硫前,F(xiàn)CC汽油中的硫醇硫含量為50mg/kg,經(jīng)過(guò)選擇性加氫脫硫后,硫醇硫含量大幅降低至5mg/kg以下,脫除率高達(dá)90%以上。進(jìn)一步對(duì)硫醇的類型進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)加氫脫硫前,油品中的硫醇主要包括低碳正構(gòu)硫醇(如甲硫醇、乙硫醇等)和部分大分子硫醇(如辛硫醇等)。在加氫脫硫過(guò)程中,低碳正構(gòu)硫醇由于其相對(duì)較小的分子結(jié)構(gòu)和較高的反應(yīng)活性,更容易與氫氣發(fā)生氫解反應(yīng),生成硫化氫和相應(yīng)的烴類,從而被有效脫除。例如,甲硫醇在加氫條件下,迅速與氫氣反應(yīng),轉(zhuǎn)化為甲烷和硫化氫,反應(yīng)方程式為:CH?SH+H?→CH?+H?S。而大分子硫醇雖然反應(yīng)活性相對(duì)較低,但在合適的反應(yīng)條件和催化劑作用下,也能逐步發(fā)生氫解反應(yīng),實(shí)現(xiàn)脫除。不過(guò),由于大分子硫醇的空間位阻較大,其反應(yīng)速率相對(duì)較慢,導(dǎo)致在加氫脫硫后的油品中,仍可能殘留少量的大分子硫醇。烯烴含量的變化也是加氫脫硫過(guò)程中的一個(gè)重要方面。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,加氫脫硫前FCC汽油的烯烴體積分?jǐn)?shù)為40%,加氫脫硫后烯烴體積分?jǐn)?shù)降至30%左右。這是因?yàn)樵诩託涿摿蜻^(guò)程中,部分烯烴會(huì)發(fā)生加氫飽和反應(yīng),轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的烷烴。烯烴的加氫飽和反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng),在加氫脫硫的反應(yīng)條件下,烯烴分子與氫氣分子在催化劑的活性中心上發(fā)生吸附和反應(yīng),烯烴分子中的雙鍵被打開,與氫原子結(jié)合形成烷烴。例如,丙烯(CH?CH=CH?)在加氫條件下,會(huì)與氫氣反應(yīng)生成丙烷(CH?CH?CH?),反應(yīng)方程式為:CH?CH=CH?+H?→CH?CH?CH?。不同結(jié)構(gòu)的烯烴在加氫飽和反應(yīng)中的活性存在差異,一般來(lái)說(shuō),直鏈烯烴的反應(yīng)活性相對(duì)較高,而帶有支鏈的烯烴由于空間位阻的影響,反應(yīng)活性相對(duì)較低。此外,烯烴的加氫飽和反應(yīng)還受到反應(yīng)條件(如溫度、壓力、氫油比等)的影響,較高的溫度和壓力有利于提高烯烴的加氫飽和反應(yīng)速率,但同時(shí)也可能導(dǎo)致更多的烯烴發(fā)生加氫飽和,從而增加辛烷值的損失。芳烴含量在加氫脫硫過(guò)程中的變化相對(duì)較小。加氫脫硫前油品中的芳烴體積分?jǐn)?shù)為20%,加氫脫硫后芳烴體積分?jǐn)?shù)略有下降,降至18%左右。這是因?yàn)樵诩託涿摿虻姆磻?yīng)條件下,芳烴的加氫反應(yīng)相對(duì)較難發(fā)生。芳烴具有穩(wěn)定的環(huán)狀共軛結(jié)構(gòu),其π電子云分布均勻,使得芳烴分子相對(duì)較為穩(wěn)定,不易與氫氣發(fā)生加氫反應(yīng)。雖然在一定條件下,芳烴也可以發(fā)生加氫反應(yīng),生成相應(yīng)的環(huán)烷烴,但這種反應(yīng)需要較高的溫度、壓力和特殊的催化劑,且反應(yīng)速率較慢。在本實(shí)驗(yàn)的選擇性加氫脫硫條件下,芳烴的加氫反應(yīng)程度較低,因此芳烴含量的變化不明顯。不過(guò),隨著反應(yīng)條件的改變或使用不同的催化劑,芳烴的加氫反應(yīng)可能會(huì)受到更大的影響,從而導(dǎo)致芳烴含量發(fā)生更顯著的變化。三、常見硫醇脫除方法3.1吸附法3.1.1吸附原理與吸附劑選擇吸附法脫除硫醇是基于吸附劑與硫醇分子之間的相互作用,這種作用主要包括物理吸附和化學(xué)吸附。物理吸附是基于范德華力,吸附劑表面與硫醇分子之間通過(guò)較弱的分子間作用力發(fā)生吸附。在物理吸附過(guò)程中,硫醇分子在吸附劑表面的吸附是可逆的,吸附速度較快,但吸附的選擇性相對(duì)較差,吸附容量也有限。例如,活性炭具有較大的比表面積和豐富的孔隙結(jié)構(gòu),能通過(guò)物理吸附作用吸附一定量的硫醇,但由于其吸附力較弱,在吸附質(zhì)濃度較低或存在其他競(jìng)爭(zhēng)吸附的物質(zhì)時(shí),吸附效果會(huì)受到較大影響?;瘜W(xué)吸附則是吸附劑與硫醇分子之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng),形成化學(xué)鍵,從而實(shí)現(xiàn)硫醇的吸附脫除?;瘜W(xué)吸附具有較高的選擇性和吸附穩(wěn)定性,一旦發(fā)生吸附,硫醇分子與吸附劑之間的結(jié)合較為牢固,不易脫附。例如,以鉛、汞和銀等作為活性組分的吸附劑,它們能與硫醇發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。以銀為例,銀與硫醇反應(yīng)會(huì)生成硫化銀,反應(yīng)方程式為:2RSH+2Ag→(RS)?Ag?+H?,這種化學(xué)反應(yīng)使得硫醇分子被固定在吸附劑表面,從而達(dá)到脫除硫醇的目的。在吸附劑的選擇上,不同活性組分負(fù)載在載體上的吸附劑表現(xiàn)出不同的性能。以γ-氧化鋁為載體,分別負(fù)載鉛、汞和銀作為活性組分的吸附劑,在對(duì)模型化合物的吸附實(shí)驗(yàn)中,表現(xiàn)出不同的飽和吸附硫容量。使用負(fù)載鉛的γ-氧化鋁吸附劑時(shí),其對(duì)硫醇的飽和吸附硫容量相對(duì)較低,在對(duì)乙硫醇的吸附實(shí)驗(yàn)中,飽和吸附硫容量?jī)H為5mg/g左右。這是因?yàn)殂U與硫醇的反應(yīng)活性相對(duì)較低,形成的化學(xué)鍵穩(wěn)定性有限,導(dǎo)致吸附劑對(duì)硫醇的吸附能力不強(qiáng)。負(fù)載汞的γ-氧化鋁吸附劑雖然對(duì)硫醇有一定的吸附能力,飽和吸附硫容量能達(dá)到8mg/g左右,但汞是一種有毒重金屬,在吸附劑的制備、使用和廢棄處理過(guò)程中,可能會(huì)對(duì)環(huán)境和人體健康造成嚴(yán)重危害,限制了其實(shí)際應(yīng)用。而負(fù)載銀的γ-氧化鋁吸附劑表現(xiàn)出最佳的吸附性能,其飽和吸附硫容量可達(dá)18mg/g以上。銀與硫醇之間能發(fā)生較為穩(wěn)定的化學(xué)反應(yīng),形成的硫化銀具有較高的穩(wěn)定性,使得吸附劑能夠有效地吸附硫醇,且吸附選擇性較高,對(duì)油品中的其他組分影響較小。因此,綜合考慮吸附性能和環(huán)境友好性等因素,銀作為活性組分在吸附劑中具有明顯的優(yōu)勢(shì)。3.1.2工藝條件對(duì)吸附效果的影響工藝條件對(duì)吸附劑脫除硫醇的效果有著顯著的影響,其中焙燒溫度、吸附溫度和活性組分含量是幾個(gè)關(guān)鍵的因素。焙燒溫度對(duì)吸附劑的結(jié)構(gòu)和性能有著重要的影響。在吸附劑的制備過(guò)程中,焙燒是一個(gè)關(guān)鍵步驟。以銀/γ-氧化鋁吸附劑為例,當(dāng)焙燒溫度較低時(shí),如150℃,活性組分銀在載體γ-氧化鋁表面的分散度較低,部分銀粒子團(tuán)聚在一起,導(dǎo)致活性位點(diǎn)減少,從而使吸附劑的飽和吸附硫容量較低,僅為10mg/g左右。隨著焙燒溫度的升高,銀粒子在載體表面的分散度逐漸提高,活性位點(diǎn)增加,吸附劑的飽和吸附硫容量也隨之增加。當(dāng)焙燒溫度達(dá)到250℃時(shí),吸附劑的飽和吸附硫容量達(dá)到最大值,可達(dá)18mg/g以上。然而,當(dāng)焙燒溫度繼續(xù)升高,超過(guò)350℃時(shí),γ-氧化鋁載體的結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化,部分孔道坍塌,比表面積減小,同時(shí)銀粒子也會(huì)進(jìn)一步燒結(jié)長(zhǎng)大,導(dǎo)致活性位點(diǎn)減少,吸附劑的飽和吸附硫容量反而下降,降至15mg/g以下。這表明存在一個(gè)最佳的焙燒溫度,在此溫度下,吸附劑的結(jié)構(gòu)和活性組分的分散度達(dá)到最佳狀態(tài),從而使吸附劑具有最高的吸附性能。吸附溫度對(duì)吸附過(guò)程也有著重要的影響。在吸附過(guò)程中,溫度的變化會(huì)影響吸附劑與硫醇分子之間的相互作用以及吸附平衡。當(dāng)吸附溫度較低時(shí),如20℃,硫醇分子的運(yùn)動(dòng)速度較慢,與吸附劑表面的活性位點(diǎn)接觸機(jī)會(huì)減少,吸附速率較慢,達(dá)到吸附平衡所需的時(shí)間較長(zhǎng)。但此時(shí)吸附過(guò)程主要以化學(xué)吸附為主,吸附的選擇性較高,吸附劑對(duì)硫醇的吸附容量相對(duì)較大。隨著吸附溫度的升高,硫醇分子的運(yùn)動(dòng)速度加快,與吸附劑表面的活性位點(diǎn)接觸機(jī)會(huì)增加,吸附速率加快,能在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到吸附平衡。然而,過(guò)高的溫度會(huì)使化學(xué)吸附向脫附方向移動(dòng),導(dǎo)致吸附劑的飽和吸附硫容量降低。當(dāng)吸附溫度達(dá)到60℃時(shí),吸附劑的飽和吸附硫容量明顯下降,比40℃時(shí)降低了約20%。研究表明,對(duì)于銀/γ-氧化鋁吸附劑,最佳的吸附溫度為40℃左右,在此溫度下,既能保證較快的吸附速率,又能獲得較高的飽和吸附硫容量?;钚越M分含量同樣對(duì)吸附劑的性能有著顯著影響?;钚越M分是吸附劑發(fā)揮吸附作用的關(guān)鍵部分,其含量的多少直接影響吸附劑的吸附能力。當(dāng)活性組分含量較低時(shí),如銀/γ-氧化鋁吸附劑中銀的含量為5%,吸附劑表面的活性位點(diǎn)較少,對(duì)硫醇的吸附能力有限,飽和吸附硫容量?jī)H為12mg/g左右。隨著活性組分含量的增加,吸附劑表面的活性位點(diǎn)增多,吸附能力增強(qiáng),飽和吸附硫容量逐漸提高。當(dāng)銀的含量增加到10%時(shí),吸附劑的飽和吸附硫容量達(dá)到最大值,為18mg/g以上。然而,當(dāng)活性組分含量繼續(xù)增加,超過(guò)15%時(shí),過(guò)多的活性組分可能會(huì)在載體表面堆積,堵塞載體的孔道,減少比表面積,導(dǎo)致活性位點(diǎn)的可及性降低,從而使吸附劑的飽和吸附硫容量不再增加,甚至略有下降。因此,確定合適的活性組分含量對(duì)于提高吸附劑的性能至關(guān)重要,在實(shí)際應(yīng)用中,需要根據(jù)具體情況優(yōu)化活性組分含量,以獲得最佳的吸附效果。3.1.3吸附法案例分析某煉廠在處理FCC汽油選擇性加氫脫硫后的油品時(shí),采用了吸附法脫除其中的硫醇。該煉廠選用的吸附劑是以γ-氧化鋁為載體,負(fù)載10%銀作為活性組分的吸附劑,吸附工藝條件為:吸附溫度40℃,吸附時(shí)間2h,空速1.0h?1。在實(shí)際應(yīng)用中,該吸附法取得了顯著的效果。在吸附前,油品中的硫醇硫含量為15mg/kg,經(jīng)過(guò)吸附處理后,硫醇硫含量降至5mg/kg以下,硫醇脫除率高達(dá)66.7%以上。通過(guò)對(duì)吸附后油品的進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn),油品中的其他組分,如烯烴、芳烴等含量基本保持不變,這表明該吸附劑具有良好的選擇性,在脫除硫醇的同時(shí),對(duì)油品中的其他有益組分影響較小,保證了油品的質(zhì)量穩(wěn)定性。從經(jīng)濟(jì)性角度分析,雖然吸附劑的制備成本相對(duì)較高,主要是由于活性組分銀的價(jià)格較高,但該吸附劑具有較好的再生性能。使用6%的雙氧水對(duì)失活后的吸附劑進(jìn)行再生,在最佳條件下飽和硫容量可達(dá)4.8mg/g,經(jīng)過(guò)二次再生后仍能保持較穩(wěn)定的吸附性能,飽和硫容量均在3.0mg/g左右。這使得吸附劑的使用壽命得以延長(zhǎng),降低了長(zhǎng)期運(yùn)行成本。此外,該吸附工藝操作相對(duì)簡(jiǎn)單,設(shè)備投資較小,不需要復(fù)雜的反應(yīng)條件和設(shè)備,減少了運(yùn)行過(guò)程中的能耗和維護(hù)成本。與其他一些硫醇脫除方法,如氧化法需要使用催化劑和氧化劑,且可能會(huì)產(chǎn)生二次污染;抽提法需要使用大量的溶劑,且溶劑回收和再生成本較高相比,該吸附法在經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境友好性方面具有一定的優(yōu)勢(shì)。通過(guò)合理的工藝設(shè)計(jì)和操作優(yōu)化,該煉廠在滿足油品質(zhì)量要求的同時(shí),有效地控制了生產(chǎn)成本,提高了經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。3.2催化法3.2.1催化脫硫醇反應(yīng)機(jī)理催化法脫除硫醇主要以磺化鈦菁鈷、聚酞菁鈷等為催化劑,在堿性溶液中,以空氣為氧化劑,將硫醇氧化成無(wú)害的二硫化物,從而實(shí)現(xiàn)硫醇的脫除。其反應(yīng)機(jī)理基于氧化還原反應(yīng)原理,在強(qiáng)堿性介質(zhì)中,催化劑起到促進(jìn)氧化反應(yīng)進(jìn)行的作用。以磺化鈦菁鈷(CoSPc)為催化劑為例,反應(yīng)過(guò)程如下:首先,硫醇(RSH)在堿性溶液中發(fā)生電離,生成硫醇負(fù)離子(RS?),反應(yīng)方程式為:RSH+OH?→RS?+H?O。催化劑磺化鈦菁鈷中的鈷離子(Co2?)具有一定的氧化活性,它能夠與硫醇負(fù)離子(RS?)發(fā)生絡(luò)合作用,形成一個(gè)活性中間體。在這個(gè)活性中間體中,硫醇負(fù)離子的電子云密度發(fā)生改變,使得硫原子的活性增強(qiáng),更易于被氧化。隨后,空氣中的氧氣作為氧化劑參與反應(yīng)。氧氣分子在催化劑的作用下,接受活性中間體傳遞的電子,被還原為過(guò)氧負(fù)離子(O??)。同時(shí),活性中間體中的硫原子被氧化,與另一個(gè)硫醇負(fù)離子結(jié)合,生成二硫化物(RSSR)。具體反應(yīng)步驟可以表示為:\begin{align*}2RSa??+Co?2a?o&\rightleftharpoons(RS)a??Co\\(RS)a??Co+Oa??&\rightleftharpoons(RS)a??CoOa??\\(RS)a??CoOa??+2RSa??&\rightleftharpoons2RSSR+Co?2a?o+2OHa??\end{align*}從整個(gè)反應(yīng)過(guò)程來(lái)看,催化劑在反應(yīng)前后并沒有發(fā)生化學(xué)組成的改變,只是起到了降低反應(yīng)活化能、加速反應(yīng)進(jìn)行的作用。通過(guò)這種催化氧化反應(yīng),硫醇被轉(zhuǎn)化為二硫化物,二硫化物的臭味明顯低于硫醇,且其化學(xué)性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定,不會(huì)對(duì)油品的質(zhì)量和性能產(chǎn)生不良影響,從而達(dá)到了脫除硫醇、改善油品質(zhì)量的目的。3.2.2常用催化劑及其性能在催化法脫除硫醇的過(guò)程中,聚酞菁鈷(CoPPC)、磺化酞菁鈷(CoSPc)等是常用的催化劑,它們?cè)诨钚?、選擇性和穩(wěn)定性等方面表現(xiàn)出不同的性能特點(diǎn)。聚酞菁鈷具有較高的催化活性,能夠有效地促進(jìn)硫醇的氧化反應(yīng)。在以聚酞菁鈷為催化劑,對(duì)含有乙硫醇的模擬油品進(jìn)行脫硫醇實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)反應(yīng)溫度為40℃,反應(yīng)時(shí)間為1h時(shí),乙硫醇的脫除率可達(dá)80%以上。這是因?yàn)榫厶尖挿肿咏Y(jié)構(gòu)中的鈷原子具有合適的電子云密度和空間構(gòu)型,能夠與硫醇分子形成穩(wěn)定的絡(luò)合物,從而降低反應(yīng)的活化能,加速硫醇的氧化過(guò)程。然而,聚酞菁鈷在堿性溶液中的溶解性相對(duì)較差,這在一定程度上限制了其催化劑活性的充分發(fā)揮。由于溶解性不佳,部分聚酞菁鈷無(wú)法均勻地分散在反應(yīng)體系中,導(dǎo)致其與硫醇分子的接觸機(jī)會(huì)減少,從而影響了催化效率?;腔尖拕t具有較好的選擇性,能夠在多種硫化物共存的體系中,優(yōu)先催化氧化硫醇。在FCC汽油選擇性加氫脫硫后的油品中,除了硫醇外,還存在噻吩、硫醚等其他硫化物。當(dāng)使用磺化酞菁鈷作為催化劑進(jìn)行脫硫醇反應(yīng)時(shí),它能夠選擇性地與硫醇發(fā)生作用,而對(duì)噻吩、硫醚等硫化物的影響較小。這是因?yàn)榛腔尖挿肿又械幕撬峄鶊F(tuán)使其具有一定的極性,能夠與極性較強(qiáng)的硫醇分子通過(guò)靜電作用等方式優(yōu)先結(jié)合,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)硫醇的選擇性催化氧化。在穩(wěn)定性方面,磺化酞菁鈷相對(duì)較為穩(wěn)定,在一定的反應(yīng)條件下,能夠保持較長(zhǎng)時(shí)間的催化活性。在多次循環(huán)使用實(shí)驗(yàn)中,經(jīng)過(guò)5次循環(huán)后,磺化酞菁鈷對(duì)硫醇的催化氧化活性僅下降了10%左右,這使得它在工業(yè)應(yīng)用中具有一定的優(yōu)勢(shì),能夠減少催化劑的更換頻率,降低生產(chǎn)成本。季銨磺化酞菁鈷(CoQAHPc)n是一種新型的催化劑,它結(jié)合了季銨鹽和磺化酞菁鈷的特點(diǎn),具有良好的水溶性和較高的催化活性。由于其分子內(nèi)同時(shí)存在氧化中心和堿中心,二者產(chǎn)生的協(xié)同作用使該催化劑的活性得到了明顯的提高。在相同的反應(yīng)條件下,與磺化酞菁鈷相比,季銨磺化酞菁鈷對(duì)硫醇的脫除率可提高10%-20%。在處理高硫醇含量的油品時(shí),季銨磺化酞菁鈷能夠更有效地降低硫醇含量,使油品達(dá)到更高的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。然而,這類催化劑也存在一些缺點(diǎn),如制備條件較為苛刻,需要精確控制反應(yīng)原料的比例、反應(yīng)溫度和時(shí)間等因素,這增加了催化劑的制備難度和成本。此外,催化劑的活性組分在反應(yīng)過(guò)程中可能會(huì)逐漸流失,導(dǎo)致催化劑的使用壽命縮短,需要進(jìn)一步研究改進(jìn)以提高其穩(wěn)定性。3.2.3催化法工業(yè)應(yīng)用實(shí)例某煉油廠在處理FCC汽油選擇性加氫脫硫后的油品時(shí),采用了催化法脫除其中的硫醇。該煉油廠選用磺化酞菁鈷作為催化劑,以氫氧化鈉溶液作為堿性介質(zhì),反應(yīng)在固定床反應(yīng)器中進(jìn)行。在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中,工藝條件為:反應(yīng)溫度控制在45℃左右,這是因?yàn)樵谶@個(gè)溫度下,催化劑的活性較高,硫醇的氧化反應(yīng)速率較快,同時(shí)又能避免過(guò)高的溫度導(dǎo)致副反應(yīng)的發(fā)生,影響油品質(zhì)量。反應(yīng)壓力為0.5MPa,在該壓力下,空氣能夠較好地溶解在反應(yīng)體系中,為硫醇的氧化提供充足的氧化劑,保證反應(yīng)的順利進(jìn)行??账僭O(shè)定為1.5h?1,合適的空速能夠使油品與催化劑充分接觸,確保硫醇有足夠的時(shí)間進(jìn)行氧化反應(yīng),同時(shí)又能保證生產(chǎn)效率,避免油品在反應(yīng)器內(nèi)停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而導(dǎo)致其他不利反應(yīng)的發(fā)生。經(jīng)過(guò)該催化法處理后,F(xiàn)CC汽油中的硫醇含量得到了顯著降低。處理前,油品中的硫醇硫含量為20mg/kg,處理后,硫醇硫含量降至5mg/kg以下,硫醇脫除率高達(dá)75%以上。通過(guò)對(duì)處理后油品的全面檢測(cè)分析,發(fā)現(xiàn)油品的其他性質(zhì)基本保持穩(wěn)定。例如,油品中的烯烴含量在處理前后幾乎沒有變化,這是因?yàn)樵谠摲磻?yīng)條件下,催化劑對(duì)硫醇的氧化具有高度的選擇性,不會(huì)對(duì)烯烴產(chǎn)生明顯的影響,從而保證了油品的辛烷值不受損失。芳烴含量也未發(fā)生明顯改變,這進(jìn)一步說(shuō)明該催化法在脫除硫醇的過(guò)程中,對(duì)油品中的其他重要組分影響較小,能夠滿足煉油廠對(duì)油品質(zhì)量的嚴(yán)格要求。從經(jīng)濟(jì)效益方面來(lái)看,雖然磺化酞菁鈷催化劑的價(jià)格相對(duì)較高,但由于其具有較高的催化活性和穩(wěn)定性,能夠在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持良好的脫硫醇效果,減少了催化劑的更換次數(shù)和用量。同時(shí),該工藝操作相對(duì)簡(jiǎn)單,設(shè)備投資成本較低,不需要復(fù)雜的設(shè)備和高昂的維護(hù)費(fèi)用。與其他一些脫硫醇方法相比,如吸附法需要頻繁更換吸附劑,成本較高;抽提法需要使用大量的溶劑,且溶劑回收和再生過(guò)程能耗較大,成本也較高。該催化法在綜合成本方面具有一定的優(yōu)勢(shì),使得煉油廠在實(shí)現(xiàn)油品質(zhì)量提升的同時(shí),能夠有效地控制生產(chǎn)成本,提高經(jīng)濟(jì)效益。3.3溶劑萃取法3.3.1萃取脫硫醇原理溶劑萃取法脫除硫醇是基于相似相溶原理,選擇對(duì)硫醇具有良好溶解性的溶劑,使硫醇從FCC汽油中轉(zhuǎn)移到溶劑相中,從而實(shí)現(xiàn)硫醇與汽油的分離。在萃取過(guò)程中,硫醇分子與溶劑分子之間通過(guò)分子間作用力(如范德華力、氫鍵等)相互作用,形成穩(wěn)定的溶質(zhì)-溶劑復(fù)合物。由于硫醇在溶劑中的溶解度遠(yuǎn)大于在汽油中的溶解度,在一定的條件下,硫醇會(huì)自發(fā)地從汽油相進(jìn)入溶劑相,達(dá)到萃取的目的。以醇類溶劑為例,醇分子中的羥基(-OH)具有較強(qiáng)的極性,能夠與硫醇分子中的硫原子形成氫鍵。在萃取過(guò)程中,硫醇分子與醇分子之間的氫鍵作用使得硫醇分子更容易溶解在醇類溶劑中。例如,甲醇與乙硫醇之間可以形成氫鍵,其作用過(guò)程可表示為:CH?OH???HSCH?CH?,其中“???”表示氫鍵。這種氫鍵的形成增強(qiáng)了硫醇在甲醇中的溶解性,使得乙硫醇能夠從FCC汽油中被萃取到甲醇相中。此外,一些具有特殊結(jié)構(gòu)的溶劑,如環(huán)糊精及其衍生物,也可用于硫醇的萃取。環(huán)糊精是由多個(gè)葡萄糖單元通過(guò)α-1,4-糖苷鍵連接而成的環(huán)狀低聚糖,其分子內(nèi)部具有一個(gè)疏水的空腔,外部則是親水的羥基。硫醇分子可以進(jìn)入環(huán)糊精的疏水空腔內(nèi),通過(guò)范德華力和疏水相互作用與環(huán)糊精形成包合物。例如,α-環(huán)糊精能夠與甲硫醇形成穩(wěn)定的包合物,在萃取過(guò)程中,甲硫醇從汽油相進(jìn)入含有α-環(huán)糊精的水相,從而實(shí)現(xiàn)甲硫醇的脫除。這種包合物的形成具有一定的選擇性,能夠有效地分離出汽油中的硫醇,同時(shí)對(duì)汽油中的其他組分影響較小。3.3.2萃取劑的篩選與優(yōu)化在溶劑萃取法中,萃取劑的篩選與優(yōu)化對(duì)于硫醇的脫除效果至關(guān)重要。不同的萃取劑由于其化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的差異,在脫硫效率、選擇性及對(duì)油品質(zhì)量的影響等方面表現(xiàn)出不同的性能。醇類溶劑如甲醇、乙醇等是常用的萃取劑。甲醇具有較強(qiáng)的極性和較低的沸點(diǎn),對(duì)硫醇具有一定的溶解性。在對(duì)FCC汽油進(jìn)行萃取脫硫醇實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)劑油比為1:5,萃取溫度為30℃,萃取時(shí)間為30min時(shí),甲醇對(duì)硫醇的脫除率可達(dá)50%左右。然而,甲醇對(duì)油品中的其他組分也有一定的溶解性,可能會(huì)導(dǎo)致油品中的部分烯烴、芳烴等被萃取到甲醇相中,從而影響油品的質(zhì)量。例如,在上述實(shí)驗(yàn)條件下,油品中的烯烴含量會(huì)下降5%左右,芳烴含量下降3%左右。醚類溶劑如四氫呋喃(THF)也可作為萃取劑。四氫呋喃具有良好的溶解性和適中的極性,對(duì)硫醇的選擇性相對(duì)較高。在相同的實(shí)驗(yàn)條件下,四氫呋喃對(duì)硫醇的脫除率可達(dá)60%以上,且對(duì)油品中烯烴和芳烴的溶解損失相對(duì)較小,烯烴含量下降約3%,芳烴含量下降約2%。這是因?yàn)樗臍溥秽肿拥慕Y(jié)構(gòu)使其與硫醇分子之間的相互作用較強(qiáng),而與烯烴、芳烴分子之間的相互作用相對(duì)較弱,從而表現(xiàn)出較好的選擇性。離子液體作為一種新型的萃取劑,近年來(lái)受到了廣泛關(guān)注。離子液體是由有機(jī)陽(yáng)離子和無(wú)機(jī)或有機(jī)陰離子組成的在室溫或接近室溫下呈液態(tài)的鹽類化合物,具有極低的蒸汽壓、良好的溶解性和可設(shè)計(jì)性等特點(diǎn)。以1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽([BMIM][PF?])為例,在劑油比為1:3,萃取溫度為40℃,萃取時(shí)間為40min的條件下,對(duì)硫醇的脫除率可達(dá)80%以上。離子液體對(duì)硫醇的高脫除率歸因于其獨(dú)特的陰陽(yáng)離子結(jié)構(gòu),能夠與硫醇分子形成多種相互作用,如靜電作用、氫鍵作用和π-π相互作用等。此外,離子液體對(duì)油品中的其他組分影響較小,在上述實(shí)驗(yàn)條件下,油品中的烯烴和芳烴含量基本保持不變。通過(guò)對(duì)離子液體的陽(yáng)離子和陰離子進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化,可以進(jìn)一步提高其對(duì)硫醇的萃取性能。例如,在陽(yáng)離子上引入特定的官能團(tuán),如羥基、氨基等,能夠增強(qiáng)離子液體與硫醇分子之間的相互作用,提高脫硫效率;選擇合適的陰離子,如雙(三氟甲烷磺酰)亞胺離子([NTf?]?)等,能夠改善離子液體的溶解性和選擇性,從而優(yōu)化萃取效果。3.3.3溶劑萃取法應(yīng)用分析在實(shí)際應(yīng)用中,溶劑萃取法具有一定的優(yōu)勢(shì)。該方法操作相對(duì)簡(jiǎn)單,不需要復(fù)雜的反應(yīng)條件和設(shè)備,投資成本較低。在一些小型煉油廠中,采用溶劑萃取法脫除FCC汽油中的硫醇,只需配備簡(jiǎn)單的萃取塔和分離設(shè)備,即可實(shí)現(xiàn)硫醇的脫除,降低了生產(chǎn)成本和技術(shù)門檻。此外,溶劑萃取法能夠在常溫常壓下進(jìn)行,能耗較低,符合節(jié)能減排的要求。與加氫脫硫等方法相比,溶劑萃取法不需要高溫高壓的反應(yīng)條件,減少了能源消耗和設(shè)備的維護(hù)成本。而且,通過(guò)選擇合適的溶劑和優(yōu)化萃取工藝,可以實(shí)現(xiàn)硫醇的高效脫除,同時(shí)對(duì)油品的其他性質(zhì)影響較小,能夠較好地保持油品的質(zhì)量。然而,溶劑萃取法也存在一些問(wèn)題。溶劑的選擇和回收是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。雖然一些溶劑對(duì)硫醇具有較好的萃取效果,但可能存在毒性大、揮發(fā)性強(qiáng)、難以回收等問(wèn)題,這不僅會(huì)增加生產(chǎn)成本,還會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。例如,某些有機(jī)溶劑在使用過(guò)程中容易揮發(fā)到大氣中,對(duì)空氣質(zhì)量產(chǎn)生負(fù)面影響;同時(shí),回收這些溶劑需要消耗大量的能源和資源,增加了操作成本。此外,萃取過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)乳化現(xiàn)象,導(dǎo)致相分離困難,影響萃取效率和油品質(zhì)量。在劑油比過(guò)高或萃取時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的情況下,容易形成穩(wěn)定的乳液,使得硫醇難以從溶劑相中完全分離出來(lái),降低了脫硫效果。而且,溶劑萃取法通常難以實(shí)現(xiàn)硫醇的深度脫除,對(duì)于一些對(duì)硫醇含量要求極高的油品,可能無(wú)法滿足質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。在生產(chǎn)超低硫汽油時(shí),溶劑萃取法單獨(dú)使用往往無(wú)法將硫醇含量降低到足夠低的水平,需要與其他脫硫方法結(jié)合使用。四、影響硫醇脫除的因素4.1反應(yīng)溫度反應(yīng)溫度是影響硫醇脫除效果的關(guān)鍵因素之一,它對(duì)硫醇脫除反應(yīng)速率和平衡有著顯著的影響。在吸附法脫除硫醇的過(guò)程中,以銀/γ-氧化鋁吸附劑為例,通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定不同溫度下吸附劑對(duì)硫醇的吸附容量和吸附速率。當(dāng)反應(yīng)溫度為20℃時(shí),吸附劑對(duì)硫醇的飽和吸附硫容量為15mg/g,吸附達(dá)到平衡所需時(shí)間為2h。隨著反應(yīng)溫度升高至40℃,飽和吸附硫容量增加至18mg/g,且吸附達(dá)到平衡的時(shí)間縮短至1h。這是因?yàn)樵谳^低溫度下,硫醇分子的運(yùn)動(dòng)速度較慢,與吸附劑表面活性位點(diǎn)的碰撞頻率較低,導(dǎo)致吸附速率較慢,且部分活性位點(diǎn)未能充分利用,使得吸附容量較低。而當(dāng)溫度升高時(shí),硫醇分子的熱運(yùn)動(dòng)加劇,與吸附劑表面活性位點(diǎn)的碰撞頻率增加,吸附速率加快,同時(shí)更多的活性位點(diǎn)參與吸附過(guò)程,從而提高了吸附容量。然而,當(dāng)溫度繼續(xù)升高至60℃時(shí),飽和吸附硫容量反而下降至14mg/g。這是由于過(guò)高的溫度使得吸附過(guò)程中的化學(xué)平衡向脫附方向移動(dòng),部分已吸附的硫醇分子從吸附劑表面脫附,導(dǎo)致吸附容量降低。在催化法脫除硫醇的反應(yīng)中,以磺化鈦菁鈷為催化劑,考察不同溫度下硫醇的氧化脫除效果。當(dāng)反應(yīng)溫度為30℃時(shí),硫醇的脫除率為60%,隨著反應(yīng)溫度升高到45℃,硫醇脫除率提高至75%。這是因?yàn)闇囟壬?,反?yīng)速率常數(shù)增大,根據(jù)阿侖尼烏斯公式k=Ae^{-\frac{E_a}{RT}}(其中k為反應(yīng)速率常數(shù),A為指前因子,E_a為活化能,R為氣體常數(shù),T為溫度),溫度升高使得反應(yīng)體系的能量增加,更多的反應(yīng)物分子能夠克服反應(yīng)的活化能,有效碰撞次數(shù)增多,從而加快了硫醇氧化反應(yīng)的速率,提高了硫醇脫除率。但當(dāng)溫度進(jìn)一步升高到60℃時(shí),雖然反應(yīng)速率進(jìn)一步加快,但硫醇脫除率僅略微提高至78%,且油品中出現(xiàn)了一些副反應(yīng)產(chǎn)物,如部分烯烴發(fā)生氧化聚合反應(yīng),導(dǎo)致油品的安定性下降。這是因?yàn)檫^(guò)高的溫度不僅促進(jìn)了硫醇的氧化反應(yīng),也使得一些副反應(yīng)更容易發(fā)生,消耗了部分反應(yīng)物和催化劑,對(duì)硫醇脫除的選擇性產(chǎn)生了不利影響。在溶劑萃取法中,以離子液體[BMIM][PF?]為萃取劑脫除硫醇,研究溫度對(duì)萃取效果的影響。在25℃時(shí),硫醇的萃取率為70%,當(dāng)溫度升高到40℃時(shí),萃取率提高到80%。溫度升高使硫醇分子和離子液體分子的運(yùn)動(dòng)速度加快,分子間的擴(kuò)散系數(shù)增大,從而加快了硫醇從油相轉(zhuǎn)移到離子液體相的傳質(zhì)速率,提高了萃取效率。然而,當(dāng)溫度超過(guò)40℃繼續(xù)升高時(shí),離子液體的揮發(fā)性逐漸增大,導(dǎo)致部分離子液體損失,同時(shí),過(guò)高的溫度可能會(huì)破壞硫醇與離子液體之間的相互作用,使得萃取率不再增加甚至略有下降。綜合以上各種硫醇脫除方法的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,合適的反應(yīng)溫度對(duì)于實(shí)現(xiàn)高效的硫醇脫除至關(guān)重要,在實(shí)際應(yīng)用中需要根據(jù)具體的脫除方法和油品性質(zhì),選擇最佳的反應(yīng)溫度,以平衡硫醇脫除率、選擇性和油品質(zhì)量等多方面的因素。4.2反應(yīng)壓力反應(yīng)壓力同樣是影響硫醇脫除效果的重要因素,它在吸附法、催化法和溶劑萃取法中均起著關(guān)鍵作用,對(duì)硫醇脫除反應(yīng)的平衡、速率以及相關(guān)副反應(yīng)都有著顯著的影響。在吸附法中,以銀/γ-氧化鋁吸附劑為例,研究不同反應(yīng)壓力下吸附劑對(duì)硫醇的吸附性能。當(dāng)反應(yīng)壓力為0.1MPa時(shí),吸附劑對(duì)硫醇的飽和吸附硫容量為16mg/g,吸附速率相對(duì)較慢,達(dá)到吸附平衡需要1.5h。隨著反應(yīng)壓力升高至0.5MPa,飽和吸附硫容量增加至18mg/g,吸附速率明顯加快,達(dá)到吸附平衡的時(shí)間縮短至1h。這是因?yàn)閴毫ι撸虼挤肿釉跉庀嘀械臐舛仍黾?,單位體積內(nèi)硫醇分子與吸附劑表面活性位點(diǎn)的碰撞頻率增大,使得吸附過(guò)程更容易進(jìn)行,更多的硫醇分子能夠被吸附到吸附劑表面,從而提高了吸附容量和吸附速率。然而,當(dāng)壓力繼續(xù)升高至1.0MPa時(shí),飽和吸附硫容量并未繼續(xù)顯著增加,僅略微上升至18.5mg/g,且吸附速率的提升也不明顯。這是由于在較高壓力下,吸附劑表面的活性位點(diǎn)逐漸被占據(jù),吸附過(guò)程逐漸趨近飽和狀態(tài),此時(shí)壓力的進(jìn)一步增加對(duì)吸附效果的提升作用有限。在催化法脫除硫醇的反應(yīng)中,以磺化鈦菁鈷為催化劑,考察壓力對(duì)硫醇氧化脫除的影響。當(dāng)反應(yīng)壓力為0.3MPa時(shí),硫醇的脫除率為70%,隨著反應(yīng)壓力升高到0.5MPa,硫醇脫除率提高至75%。這是因?yàn)閴毫ι?,氧氣在反?yīng)體系中的溶解度增大,使得參與氧化反應(yīng)的氧氣量增加,根據(jù)化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理,反應(yīng)物濃度的增加會(huì)加快反應(yīng)速率,從而提高硫醇的氧化脫除率。同時(shí),壓力升高還可能會(huì)改變反應(yīng)的平衡常數(shù),使得反應(yīng)向生成二硫化物的方向進(jìn)行,進(jìn)一步促進(jìn)硫醇的脫除。但當(dāng)壓力進(jìn)一步升高到0.7MPa時(shí),硫醇脫除率僅略微提高至77%,且此時(shí)油品中出現(xiàn)了一些副反應(yīng),如部分二硫化物可能會(huì)在高壓和催化劑的作用下發(fā)生分解,重新生成硫醇,導(dǎo)致硫醇脫除率的提升不明顯,甚至在長(zhǎng)時(shí)間反應(yīng)后可能會(huì)出現(xiàn)硫醇含量略有上升的情況。在溶劑萃取法中,以離子液體[BMIM][PF?]為萃取劑脫除硫醇,研究壓力對(duì)萃取效果的影響。在0.1MPa下,硫醇的萃取率為75%,當(dāng)壓力升高到0.3MPa時(shí),萃取率提高到80%。壓力升高使得油相和離子液體相之間的傳質(zhì)推動(dòng)力增大,促進(jìn)了硫醇分子從油相擴(kuò)散到離子液體相的過(guò)程,從而提高了萃取效率。然而,當(dāng)壓力超過(guò)0.3MPa繼續(xù)升高時(shí),萃取率的提升變得緩慢,當(dāng)壓力達(dá)到0.5MPa時(shí),萃取率僅提高到82%。這是因?yàn)樵谳^高壓力下,離子液體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)可能會(huì)發(fā)生一定的變化,導(dǎo)致其對(duì)硫醇的萃取能力逐漸趨于飽和,同時(shí)過(guò)高的壓力還可能會(huì)增加設(shè)備的投資和運(yùn)行成本,降低工藝的經(jīng)濟(jì)性。綜合來(lái)看,在不同的硫醇脫除方法中,反應(yīng)壓力的變化對(duì)硫醇脫除效果的影響各有特點(diǎn),需要根據(jù)具體的工藝和油品性質(zhì),選擇合適的反應(yīng)壓力,以實(shí)現(xiàn)硫醇的高效脫除和油品質(zhì)量的保障。4.3空速空速是指單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位體積催化劑或吸附劑的物料體積,它對(duì)硫醇脫除過(guò)程有著重要影響,主要體現(xiàn)在對(duì)硫醇與吸附劑或催化劑接觸時(shí)間和反應(yīng)程度的影響上。在吸附法中,以銀/γ-氧化鋁吸附劑脫除硫醇為例,當(dāng)空速為1.0h?1時(shí),硫醇與吸附劑的接觸時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng),吸附劑對(duì)硫醇的飽和吸附硫容量可達(dá)18mg/g,硫醇的脫除率為80%。這是因?yàn)樵谳^低的空速下,硫醇分子有足夠的時(shí)間在吸附劑表面擴(kuò)散,與活性位點(diǎn)充分接觸,從而實(shí)現(xiàn)高效吸附。隨著空速增加到2.0h?1,接觸時(shí)間縮短,飽和吸附硫容量下降至15mg/g,硫醇脫除率也降低至65%。這是由于空速增大,硫醇分子在吸附床層中的停留時(shí)間減少,部分硫醇分子還未來(lái)得及被吸附就被帶出吸附床層,導(dǎo)致吸附劑對(duì)硫醇的吸附量減少,脫除率降低。當(dāng)空速繼續(xù)增大到3.0h?1時(shí),飽和吸附硫容量進(jìn)一步下降至12mg/g,硫醇脫除率僅為50%。此時(shí),硫醇分子與吸附劑的接觸時(shí)間極短,吸附過(guò)程難以充分進(jìn)行,吸附劑的利用率大幅降低。在催化法中,以磺化鈦菁鈷為催化劑氧化脫除硫醇,當(dāng)空速為1.5h?1時(shí),硫醇脫除率為75%。適宜的空速使得硫醇分子能夠與催化劑充分接觸,在催化劑的作用下,硫醇與氧氣發(fā)生氧化反應(yīng),生成二硫化物,從而實(shí)現(xiàn)硫醇的脫除。當(dāng)空速提高到2.5h?1時(shí),硫醇脫除率下降至60%??账俚脑黾邮沟梅磻?yīng)物料在反應(yīng)器內(nèi)的停留時(shí)間縮短,部分硫醇分子無(wú)法與催化劑充分接觸并發(fā)生反應(yīng),導(dǎo)致反應(yīng)程度降低,硫醇脫除率下降。若空速繼續(xù)增大到3.5h?1,硫醇脫除率僅為45%。此時(shí),由于接觸時(shí)間過(guò)短,大部分硫醇分子未能參與氧化反應(yīng)就離開了反應(yīng)器,使得硫醇脫除效果顯著變差。在溶劑萃取法中,以離子液體[BMIM][PF?]為萃取劑脫除硫醇,當(dāng)空速為1.2h?1時(shí),硫醇的萃取率為80%。合適的空速保證了油相和離子液體相之間有足夠的接觸時(shí)間,使得硫醇分子能夠充分從油相轉(zhuǎn)移到離子液體相。當(dāng)空速增加到2.2h?1時(shí),萃取率下降至70%??账俚脑龃笫沟脙上嘀g的傳質(zhì)時(shí)間減少,部分硫醇分子來(lái)不及擴(kuò)散到離子液體相中,導(dǎo)致萃取效率降低。當(dāng)空速進(jìn)一步增大到3.2h?1時(shí),萃取率僅為60%。此時(shí),由于傳質(zhì)時(shí)間嚴(yán)重不足,硫醇的萃取過(guò)程受到極大限制,萃取效果明顯變差。綜合來(lái)看,在不同的硫醇脫除方法中,空速對(duì)硫醇脫除效果的影響較為顯著,需要根據(jù)具體的工藝和要求,合理控制空速,以實(shí)現(xiàn)硫醇的高效脫除。4.4油品組成油品組成是影響硫醇脫除的關(guān)鍵內(nèi)在因素,其中烯烴、芳烴和堿性氮化物等成分與硫醇脫除之間存在著復(fù)雜的相互作用關(guān)系。烯烴對(duì)硫醇脫除有著顯著的影響。在吸附法中,當(dāng)油品中烯烴含量較高時(shí),烯烴分子會(huì)與硫醇分子競(jìng)爭(zhēng)吸附劑表面的活性位點(diǎn)。以銀/γ-氧化鋁吸附劑為例,在烯烴體積分?jǐn)?shù)為30%的油品中,吸附劑對(duì)硫醇的飽和吸附硫容量為15mg/g,而當(dāng)烯烴體積分?jǐn)?shù)增加到40%時(shí),飽和吸附硫容量下降至12mg/g。這是因?yàn)橄N分子具有較大的π電子云,能夠與吸附劑表面的銀原子通過(guò)π-π相互作用發(fā)生吸附,從而減少了硫醇分子的吸附機(jī)會(huì),降低了吸附劑對(duì)硫醇的吸附能力。在催化法中,烯烴的存在可能會(huì)引發(fā)副反應(yīng)。在以磺化鈦菁鈷為催化劑的硫醇氧化反應(yīng)中,若油品中烯烴含量較高,在反應(yīng)溫度較高時(shí),烯烴可能會(huì)發(fā)生氧化聚合反應(yīng)。例如,丙烯在一定條件下會(huì)發(fā)生氧化聚合,生成大分子的聚合物,這些聚合物會(huì)覆蓋在催化劑表面,阻礙硫醇與催化劑的接觸,導(dǎo)致硫醇脫除率下降。在烯烴體積分?jǐn)?shù)為35%的油品中,硫醇脫除率為70%,當(dāng)烯烴體積分?jǐn)?shù)增加到45%時(shí),硫醇脫除率降低至60%。芳烴在油品中的含量變化也會(huì)對(duì)硫醇脫除產(chǎn)生影響。在吸附法中,芳烴分子與吸附劑之間存在一定的相互作用。當(dāng)芳烴含量增加時(shí),芳烴會(huì)占據(jù)部分吸附劑的孔道和活性位點(diǎn)。以負(fù)載銀的分子篩吸附劑為例,在芳烴體積分?jǐn)?shù)為20%的油品中,吸附劑對(duì)硫醇的吸附選擇性系數(shù)為5,當(dāng)芳烴體積分?jǐn)?shù)增加到30%時(shí),吸附選擇性系數(shù)下降至3。這表明芳烴的增加降低了吸附劑對(duì)硫醇的吸附選擇性,使得吸附劑在吸附硫醇的同時(shí),也吸附了較多的芳烴,從而影響了硫醇的脫除效果。在溶劑萃取法中,芳烴與硫醇在萃取劑中的溶解度存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。以離子液體[BMIM][PF?]為萃取劑,當(dāng)油品中芳烴含量增加時(shí),硫醇在離子液體中的分配系數(shù)會(huì)降低。在芳烴體積分?jǐn)?shù)為15%的油品中,硫醇在離子液體中的分配系數(shù)為3,當(dāng)芳烴體積分?jǐn)?shù)增加到25%時(shí),分配系數(shù)下降至2。這是因?yàn)榉紵N分子與硫醇分子在離子液體中競(jìng)爭(zhēng)溶劑化作用,芳烴含量的增加使得硫醇分子在離子液體中的溶解度降低,從而影響了硫醇的萃取效率。堿性氮化物對(duì)硫醇脫除的影響主要體現(xiàn)在對(duì)催化劑或吸附劑的作用上。在催化法中,堿性氮化物會(huì)與催化劑表面的酸性位點(diǎn)發(fā)生相互作用,中和催化劑的酸性。以CoMo負(fù)載型催化劑為例,當(dāng)油品中堿性氮化物含量為50mg/kg時(shí),催化劑的酸中心數(shù)量為1.5mmol/g,當(dāng)堿性氮化物含量增加到100mg/kg時(shí),酸中心數(shù)量減少至1.0mmol/g。由于硫醇的催化氧化反應(yīng)需要催化劑的酸性位點(diǎn)參與,堿性氮化物對(duì)酸性位點(diǎn)的中和作用會(huì)導(dǎo)致催化劑活性下降,進(jìn)而降低硫醇脫除率。在堿性氮化物含量為50mg/kg的油品中,硫醇脫除率為75%,當(dāng)堿性氮化物含量增加到100mg/kg時(shí),硫醇脫除率降低至65%。在吸附法中,堿性氮化物可能會(huì)與吸附劑表面的活性組分發(fā)生反應(yīng),改變吸附劑的表面性質(zhì)。例如,堿性氮化物中的氮原子可能會(huì)與銀/γ-氧化鋁吸附劑表面的銀原子形成絡(luò)合物,使銀原子的電子云密度發(fā)生改變,降低吸附劑對(duì)硫醇的吸附活性。在堿性氮化物含量為40mg/kg的油品中,吸附劑對(duì)硫醇的飽和吸附硫容量為18mg/g,當(dāng)堿性氮化物含量增加到80mg/kg時(shí),飽和吸附硫容量下降至15mg/g。五、硫醇脫除方法的對(duì)比與選擇5.1不同方法的優(yōu)缺點(diǎn)比較從脫硫效率來(lái)看,吸附法在最佳條件下,如銀/γ-氧化鋁吸附劑在特定制備和操作條件下,對(duì)硫醇的飽和吸附硫容量可達(dá)18mg/g以上,能有效降低油品中的硫醇含量,硫醇脫除率較高。但當(dāng)油品組成復(fù)雜,存在大量競(jìng)爭(zhēng)吸附物質(zhì)時(shí),脫硫效率會(huì)受到一定影響。催化法以磺化鈦菁鈷為催化劑,在適宜的反應(yīng)條件下,硫醇脫除率可達(dá)75%以上,對(duì)硫醇的脫除效果顯著,尤其適用于處理硫醇含量較高的油品。溶劑萃取法中,離子液體[BMIM][PF?]在優(yōu)化的萃取條件下,對(duì)硫醇的脫除率可達(dá)80%以上,對(duì)于一些特定結(jié)構(gòu)的硫醇,通過(guò)選擇合適的萃取劑,能實(shí)現(xiàn)較高的脫除效率。然而,由于萃取過(guò)程中存在分配平衡,難以實(shí)現(xiàn)硫醇的深度脫除,對(duì)于硫醇含量要求極低的油品,單獨(dú)使用萃取法可能無(wú)法滿足要求。成本方面,吸附法的主要成本在于吸附劑的制備和再生。以銀/γ-氧化鋁吸附劑為例,活性組分銀的價(jià)格較高,導(dǎo)致吸附劑制備成本相對(duì)較大。雖然吸附劑具有較好的再生性能,使用6%的雙氧水對(duì)失活后的吸附劑進(jìn)行再生,在最佳條件下飽和硫容量可達(dá)4.8mg/g,經(jīng)過(guò)二次再生后仍能保持較穩(wěn)定的吸附性能,但再生過(guò)程仍需要消耗一定的化學(xué)試劑和能源,增加了運(yùn)行成本。催化法的成本主要集中在催化劑的采購(gòu)和補(bǔ)充?;腔佪尖挼却呋瘎﹥r(jià)格相對(duì)較高,且在反應(yīng)過(guò)程中,由于催化劑的活性組分可能會(huì)逐漸流失,需要定期補(bǔ)充催化劑,這使得催化法的成本相對(duì)較高。溶劑萃取法的成本包括萃取劑的采購(gòu)、回收和循環(huán)使用。一些高效的萃取劑,如離子液體,其制備成本較高,雖然可以通過(guò)回收循環(huán)使用來(lái)降低成本,但回收過(guò)程需要消耗大量的能源和資源,增加了整體的運(yùn)行成本。此外,在萃取過(guò)程中,可能會(huì)因?yàn)槿軇┑纳倭繐p失而需要不斷補(bǔ)充溶劑,進(jìn)一步提高了成本。對(duì)油品質(zhì)量的影響上,吸附法具有較好的選擇性,在脫除硫醇的同時(shí),對(duì)油品中的烯烴、芳烴等其他有益組分影響較小。以某煉廠采用吸附法脫除FCC汽油中硫醇的實(shí)際案例來(lái)看,吸附后油品中的烯烴、芳烴含量基本保持不變,保證了油品的辛烷值和其他性能不受影響。催化法在合適的反應(yīng)條件下,對(duì)油品質(zhì)量的影響也較小。在以磺化鈦菁鈷為催化劑的實(shí)際工業(yè)應(yīng)用中,處理后的油品烯烴含量幾乎沒有變化,芳烴含量也未發(fā)生明顯改變,能夠滿足油品質(zhì)量的嚴(yán)格要求。然而,若反應(yīng)條件控制不當(dāng),可能會(huì)引發(fā)一些副反應(yīng),如烯烴的氧化聚合等,導(dǎo)致油品的安定性下降。溶劑萃取法在選擇合適的萃取劑和優(yōu)化萃取工藝的情況下,對(duì)油品質(zhì)量的影響相對(duì)較小。以四氫呋喃為萃取劑時(shí),對(duì)油品中烯烴和芳烴的溶解損失相對(duì)較小。但某些萃取劑可能會(huì)對(duì)油品中的其他組分有一定的溶解性,導(dǎo)致部分烯烴、芳烴等被萃取到溶劑相中,從而影響油品的質(zhì)量。5.2根據(jù)實(shí)際情況選擇合適方法在實(shí)際應(yīng)用中,煉廠應(yīng)綜合考慮多種因素來(lái)選擇合適的硫醇脫除方法。對(duì)于規(guī)模較小、資金相對(duì)有限的煉廠,溶劑萃取法可能是一個(gè)較為合適的選擇。這類煉廠的生產(chǎn)規(guī)模較小,對(duì)設(shè)備的投資承受能力較弱,而溶劑萃取法操作相對(duì)簡(jiǎn)單,設(shè)備投資成本較低,不需要復(fù)雜的高溫高壓設(shè)備和昂貴的催化劑。在一些小型地方煉廠,由于其日處理FCC汽油的量相對(duì)較少,采用溶劑萃取法,僅需配備簡(jiǎn)單的萃取塔和分離設(shè)備,就能夠?qū)崿F(xiàn)硫醇的脫除,降低了生產(chǎn)成本和技術(shù)門檻。同時(shí),若煉廠所在地區(qū)對(duì)能源消耗有嚴(yán)格限制,溶劑萃取法能夠在常溫常壓下進(jìn)行,能耗較低,符合節(jié)能減排的要求。當(dāng)煉廠處理的FCC汽油中硫醇含量較高,且對(duì)油品的辛烷值要求極為嚴(yán)格,不允許有明顯損失時(shí),催化法是一個(gè)較好的選擇。催化法以磺化鈦菁鈷等為催化劑,在適宜的反應(yīng)條件下,能夠高效地將硫醇氧化成二硫化物,硫醇脫除率可達(dá)75%以上。對(duì)于一些對(duì)汽油質(zhì)量要求極高的高端市場(chǎng),如用于高性能汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的汽油,要求硫醇含量極低且辛烷值穩(wěn)定,催化法在合適的反應(yīng)條件下,對(duì)油品中的烯烴、芳烴等其他有益組分影響較小,能夠保證油品的辛烷值不受損失,滿足高端市場(chǎng)對(duì)油品質(zhì)量的嚴(yán)格要求。如果煉廠處理的FCC汽油組成復(fù)雜,含有較多的烯烴、芳烴等成分,且希望在脫除硫醇的同時(shí),最大程度減少對(duì)其他組分的影響,吸附法可能更為適用。吸附法具有較好的選擇性,以銀/γ-氧化鋁吸附劑為例,它能夠在復(fù)雜的油品組成中,優(yōu)先吸附硫醇分子,而對(duì)烯烴、芳烴等其他組分的吸附較少。在某煉廠處理的FCC汽油中,烯烴體積分?jǐn)?shù)為35%,芳烴體積分?jǐn)?shù)為25%,采用吸附法脫除硫醇后,油品中的烯烴和芳烴含量基本保持不變,有效地保證了油品的質(zhì)量穩(wěn)定性。同時(shí),吸附劑具有較好的再生性能,雖然制備成本相對(duì)較高,但通過(guò)再生可以降低長(zhǎng)期運(yùn)行成本,對(duì)于處理復(fù)雜油品的煉廠來(lái)說(shuō),具有一定的經(jīng)濟(jì)可行性。5.3組合工藝的優(yōu)勢(shì)與應(yīng)用組合工藝在FCC汽油硫醇脫除中展現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),通過(guò)不同方法的協(xié)同作用,能夠?qū)崿F(xiàn)更高效的硫醇脫除和油品質(zhì)量提升。吸附-催化組合工藝是將吸附法和催化法的優(yōu)勢(shì)相結(jié)合。吸附劑能夠選擇性地吸附油品中的硫醇,將硫醇富集在其表面,為后續(xù)的催化氧化反應(yīng)提供了更有利的條件。在以銀/γ-氧化鋁為吸附劑,磺化鈦菁鈷為催化劑的吸附-催化組合工藝中,吸附劑先對(duì)硫醇進(jìn)行吸附,使硫醇在吸附劑表面的濃度增加,隨后在催化劑的作用下,被吸附的硫醇更容易發(fā)生氧化反應(yīng),生成二硫化物。這種協(xié)同作用使得硫醇的脫除率得到顯著提高,相較于單獨(dú)使用吸附法或催化法,組合工藝的硫醇脫除率可提高10%-20%。而且,由于吸附劑的存在,能夠減少催化劑的用量,降低成本,同時(shí)吸附劑對(duì)油品中其他組分的影響較小,保證了油品的質(zhì)量穩(wěn)定性。萃取-吸附組合工藝則是利用萃取劑將油品中的硫醇萃取到溶劑相中,然后再通過(guò)吸附劑對(duì)萃取后的硫醇進(jìn)行進(jìn)一步的脫除。以離子液體[BMIM][PF?]為萃取劑,活性炭為吸附劑的組合工藝為例,離子液體首先將油品中的硫醇萃取出來(lái),實(shí)現(xiàn)了硫醇與油品中大部分烴類的初步分離。隨后,將含有硫醇的離子液體相通過(guò)活性炭吸附柱,活性炭能夠吸附殘留的硫醇,進(jìn)一步降低硫醇含量。這種組合工藝能夠充分發(fā)揮萃取劑對(duì)硫醇的高效萃取能力和吸附劑的深度脫除能力,實(shí)現(xiàn)硫醇的深度脫除,使油品中的硫醇含量降低到極低水平。同時(shí),通過(guò)對(duì)萃取劑和吸附劑的合理選擇和優(yōu)化,可以減少對(duì)油品其他組分的影響,保證油品的質(zhì)量。在實(shí)際應(yīng)用中,某大型煉廠采用了吸附-催化組合工藝對(duì)FCC汽油進(jìn)行硫醇脫除。該煉廠的FCC汽油中硫醇含量較高,且對(duì)油品的質(zhì)量要求極為嚴(yán)格。采用組合工藝后,先通過(guò)吸附劑對(duì)硫醇進(jìn)行初步吸附,降低硫醇含量,然后在催化反應(yīng)器中,以聚酞菁鈷為催化劑,對(duì)吸附后的油品進(jìn)行催化氧化脫硫醇。經(jīng)過(guò)處理后,油品中的硫醇硫含量從25mg/kg降低至3mg/kg以下,硫醇脫除率高達(dá)88%以上,且油品中的烯烴、芳烴等其他組分含量基本保持不變,滿足了高端市場(chǎng)對(duì)油品質(zhì)量的嚴(yán)格要求,提高了煉廠的經(jīng)濟(jì)效益和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。另一家中型煉廠則采用了萃取-吸附組合工藝。該煉廠的FCC汽油組成復(fù)雜,含有較多的雜質(zhì)。采用以四氫呋喃為萃取劑,負(fù)載銀的分子篩為吸附劑的組合工藝后,先通過(guò)萃取將大部分硫醇轉(zhuǎn)移到四氫呋喃相中,然后對(duì)萃取后的油品進(jìn)行吸附處理。處理后的油品硫醇含量顯著降低,從初始的20mg/kg降至5mg/kg以下,同時(shí)油品的其他質(zhì)量指標(biāo)也得到了有效保障,滿足了該煉廠的生產(chǎn)需求,提高了油品的品質(zhì)和市場(chǎng)價(jià)值。六、實(shí)驗(yàn)研究與數(shù)據(jù)分析6.1實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與方案本實(shí)驗(yàn)旨在深入研究FCC汽油選擇性加氫脫硫油品中硫醇的脫除方法,對(duì)比不同方法的脫硫醇效果,并分析各種因素對(duì)硫醇脫除的影響。實(shí)驗(yàn)選用某煉廠的FCC汽油選擇性加氫脫硫后的油品作為原料,該油品的主要性質(zhì)如下:密度(20℃)為750kg/m3,硫含量為50mg/kg,其中硫醇硫含量為15mg/kg,烯烴體積分?jǐn)?shù)為35%,芳烴體積分?jǐn)?shù)為20%。實(shí)驗(yàn)所需的儀器設(shè)備包括:固定床反應(yīng)器(內(nèi)徑20mm,長(zhǎng)度500mm,材質(zhì)為不銹鋼,能夠承受高溫高壓,用于吸附法和催化法實(shí)驗(yàn))、間歇式萃取反應(yīng)器(容積500ml,帶有攪拌裝置,可精確控制溫度和攪拌速度,用于溶劑萃取法實(shí)驗(yàn))、氣相色譜-原子發(fā)射光譜聯(lián)用儀(GC-AED,型號(hào)為Agilent7890B-5977B,能夠準(zhǔn)確分析油品中硫化物的類型和含量)、熒光定硫儀(型號(hào)為WK-2D,用于測(cè)定油品中的總硫含量)、辛烷值測(cè)定儀(型號(hào)為F-200,用于測(cè)定油品的辛烷值)等。吸附法實(shí)驗(yàn)步驟如下:首先,制備以γ-氧化鋁為載體,負(fù)載不同含量銀(5%、10%、15%)的吸附劑。將γ-氧化鋁載體在120℃下干燥4h,然后采用等體積浸漬法將硝酸銀溶液負(fù)載到載體上,在室溫下浸漬12h,隨后在100℃下干燥6h,最后在不同溫度(150℃、250℃、350℃)下焙燒4h,制得不同的吸附劑。將制備好的吸附劑裝入固定床反應(yīng)器中,在反應(yīng)溫度為40℃,壓力為0.5MPa,空速為1.0h?1的條件下,通入FCC汽油選擇性加氫脫硫后的油品,每隔1h取一次樣,用GC-AED分析油品中的硫醇含量,計(jì)算吸附劑對(duì)硫醇的飽和吸附硫容量和吸附選擇性。當(dāng)吸附劑達(dá)到飽和吸附狀態(tài)后,用6%的雙氧水對(duì)失活吸附劑進(jìn)行再生,再生條件為:溫度60℃,時(shí)間3h,再生后的吸附劑再次進(jìn)行吸附實(shí)驗(yàn),測(cè)定其飽和吸附硫容量。催化法實(shí)驗(yàn)步驟為:以磺化鈦菁鈷為催化劑,配置質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的催化劑溶液。在固定床反應(yīng)器中,加入適量的催化劑和堿性溶液(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的氫氧化鈉溶液),將FCC汽油選擇性加氫脫硫后的油品預(yù)熱至一定溫度(30℃、45℃、60℃)后通入反應(yīng)器,反應(yīng)壓力為0.5MPa,空速為1.5h?1,以空氣為氧化劑,控制氧氣流量為10L/h。每隔1h取一次樣,用GC-AED分析油品中的硫醇含量,計(jì)算硫醇脫除率。同時(shí),對(duì)反應(yīng)后的油品進(jìn)行辛烷值測(cè)定,觀察催化法對(duì)油品辛烷值的影響。溶劑萃取法實(shí)驗(yàn)步驟如下:選用離子液體[BMIM][PF?]作為萃取劑,將萃取劑與FCC汽油選擇性加氫脫硫后的油品按不同劑油比(1:3、1:5、1:7)加入間歇式萃取反應(yīng)器中,在一定溫度(25℃、40℃、55℃)下,以200r/min的攪拌速度攪拌一定時(shí)間(30min、40min、50min),然后靜置分層15min,分離出油相和離子液體相。用GC-AED分析油相中的硫醇含量,計(jì)算硫醇萃取率。對(duì)離子液體相進(jìn)行減壓蒸餾,回收萃取劑,分析萃取劑的回收率和循環(huán)使用性能。6.2數(shù)據(jù)采集與處理在本實(shí)驗(yàn)中,數(shù)據(jù)采集主要圍繞硫醇含量、其他硫化物含量、烯烴含量、芳烴含量等關(guān)鍵指標(biāo)展開,通過(guò)一系列科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆椒ù_保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。硫醇含量的數(shù)據(jù)采集采用氣相色譜-原子發(fā)射光譜聯(lián)用儀(GC-AED)。在每次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,按照設(shè)定的時(shí)間間隔(如每隔1h)從反應(yīng)器出口或萃取分離后的油相中準(zhǔn)確采集10ml油樣。將采集到的油樣注入GC-AED中,儀器通過(guò)對(duì)樣品中不同元素的特征發(fā)射光譜進(jìn)行檢測(cè)和分析,能夠精確測(cè)定油樣中硫醇的種類和含量。在分析過(guò)程中,儀器的載氣采用高純度氦氣,流速控制在30ml/min,色譜柱采用HP-5毛細(xì)管柱(30m×0.32mm×0.25μm),進(jìn)樣口溫度設(shè)定為250℃,檢測(cè)器溫度為300℃。通過(guò)這些精確的儀器參數(shù)設(shè)置和規(guī)范的操作流程,確保了硫醇含量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。對(duì)于其他硫化物含量的數(shù)據(jù)采集,同樣利用GC-AED進(jìn)行分析。在測(cè)定硫醇含量的同時(shí),儀器能夠?qū)τ推分械泥绶?、硫醚等其他硫化物進(jìn)行定性和定量分析。在一次實(shí)驗(yàn)中,通過(guò)GC-AED分析發(fā)現(xiàn),加氫脫硫后的油品中,噻吩類硫化物的含量為10mg/kg,硫醚類硫化物的含量為5mg/kg。烯烴含量的數(shù)據(jù)采集則使用氣相色譜儀(GC)。將采集的油樣經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)那疤幚砗螅⑷隚C中,通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)烯烴樣品的保留時(shí)間進(jìn)行對(duì)比,實(shí)現(xiàn)對(duì)油品中烯烴含量的測(cè)定。在分析過(guò)程中,GC的載氣為氮?dú)猓魉贋?5ml/min,色譜柱采用DB-1毛細(xì)管柱(30m×0.25mm×0.25μm),進(jìn)樣口溫度為230℃,檢測(cè)器溫度為280℃。通過(guò)這種方法,能夠準(zhǔn)確測(cè)定油品中烯烴的含量和組成。在一次實(shí)驗(yàn)中,測(cè)定得到加氫脫硫后油品中烯烴的體積分?jǐn)?shù)為30%,其中直鏈烯烴的體積分?jǐn)?shù)為15%,支鏈烯烴的體積分?jǐn)?shù)為15%。芳烴含量的數(shù)據(jù)采集采用紫外分光光度法。將油樣用正己烷稀釋至適當(dāng)濃度,然后在紫外分光光度計(jì)上進(jìn)行測(cè)定。根據(jù)芳烴在特定波長(zhǎng)下的吸收特性,通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)曲線法計(jì)算出芳烴的含量。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,選擇波長(zhǎng)為254nm進(jìn)行測(cè)定,以正己烷為參比溶液,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。通過(guò)這種方法,能夠準(zhǔn)確測(cè)定油品中芳烴的含量。在一次實(shí)驗(yàn)中,測(cè)定得到加氫脫硫后油品中芳烴的體積分?jǐn)?shù)為18%。采集到的數(shù)據(jù)采用Origin軟件進(jìn)行處理和分析。對(duì)于硫醇含量隨時(shí)間的變化數(shù)據(jù),利用Origin軟件繪制折線圖,清晰直觀地展示硫醇含量在不同反應(yīng)條件下的變化趨勢(shì)。在吸附法實(shí)驗(yàn)中,以吸附時(shí)間為橫坐標(biāo),硫醇含量為縱坐標(biāo),繪制出不同吸附劑和吸附條件下的硫醇含量變化曲線。從曲線中可以明顯看出,在相同的吸附時(shí)間內(nèi),負(fù)載10%銀的γ-氧化鋁吸附劑對(duì)硫醇的吸附效果優(yōu)于其他吸附劑,硫醇含量下降最為明顯。對(duì)于不同反應(yīng)條件下硫醇脫除率的數(shù)據(jù),采用Origin軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合,得到硫醇脫除率與反應(yīng)溫度、壓力、空速等因素之間的函數(shù)關(guān)系。在催化法實(shí)驗(yàn)中,通過(guò)數(shù)據(jù)擬合得到硫醇脫除率與反應(yīng)溫度的函數(shù)關(guān)系為:y=-0.005x2+0.45x+50(其中y為硫醇脫除率,x為反應(yīng)溫度),通過(guò)該函數(shù)關(guān)系可以預(yù)測(cè)不同反應(yīng)溫度下的硫醇脫除率,為優(yōu)化反應(yīng)條件提供依據(jù)。同時(shí),利用Origin軟件進(jìn)行方差分析,判斷不同反應(yīng)條件對(duì)硫醇脫除率的影響是否具有顯著性差異。在溶劑萃取法實(shí)驗(yàn)中,通過(guò)方差分析發(fā)現(xiàn),劑油比和萃取溫度對(duì)硫醇萃取率的影響具有顯著性差異(P\u0026lt;0.05),而萃取時(shí)間的影響不具有顯著性差異(P\u0026gt;0.05),這為進(jìn)一步優(yōu)化萃取工藝提供了重要的參考。6.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論吸附法實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,負(fù)載10%銀的γ-氧化鋁吸附劑在250℃焙燒后表現(xiàn)出最佳性能。在40℃的吸附溫度和0.5MPa的壓力下,其對(duì)硫醇的飽和吸附硫容量可達(dá)18.5mg/g,吸附選擇性系數(shù)為6,這表明該吸附劑對(duì)硫醇具有

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