柴油加氢脱硫技术现状研究
来源:用户上传
作者:
摘 要：2019年政府工作报告明确指出，今年要持续推进污染防治。巩固扩大蓝天保卫战成果，二氧化硫、氮氧化物排放量要下降3%，重点地区细颗粒物（PM2.5）浓度继续下降。柴油加氢脱硫技术是有效降低二氧化硫、氮氧化物排放量的关键技术，本文介绍了柴油燃烧排放的污染原理，分析了柴油加氢脱硫工艺机理，通过对比分析国内外加氢脱硫技术发展现状提出促进我国柴油加氢脱硫技术发展的有效措施
关键词：污染防治；柴油加氢脱硫；降低污染气体排放量
1 柴油燃烧排放的污染原理
柴油是一种从石油中提取出来的轻质燃料产品，其化学结构是一种含有10至22个碳原子的复合烃类物质。柴油的提取过程包括蒸馏、催化、裂化、热裂化、焦化等环节，成品被广泛应用于铁路、道路、船舶等交通工具中。柴油的含硫量较高，在最新的国六标准中规定柴油的含硫量不应高于10mg/kg。
柴油的排放污染主要是由于燃烧过程中会生成大量的氮氧化物、硫氧化物，这些有害气体聚集在高空就会形成酸雨、酸雾、臭氧层破坏、光化学烟雾等污染问题。特别是随着我国城市汽车保有量的不断提高，柴油类道路交通工具会排放很多硫氧化物，再加上柴油燃烧过程中会出现碳化，形成了碳灰污染源。
2 柴油加氢脱硫工艺机理
降低柴油燃烧的硫化物排放量，可以采取降低密度、脱硫、脱芳烃、提高十六烷值等方法，目前国际上最直接的方法就是进行脱硫加氢处理。柴油加氢的原理就是在柴油加工过程中注入氢气，利用加热炉的标准温度和反应器内的催化剂进行硫、氮、烯烃、芳烃等污染成分的脱去反应，再经过降凝及分馏冷却等等工艺最终得到清洁质量较高的柴油产品。
目前国际上主要的柴油加氢脱硫工艺机理是采用非贵金属硫化态催化剂两段中压操作加氢精制技术，其原理是利用催化剂的化学成分来提高含硫化合物在缓和条件下的反应程度，促进碳硫和硫硫化学键的断键反应，这样反应之后的分子结构就会有多余的氢原子来取代硫原子，有效降低了硫含量。这种技术既能保证提高柴油质量，又能保证低成本的柴油架构提炼。非贵金属硫化态催化剂主要是由Mo、Co、Ni、Pt 和 Pd 等元素化合物的活性组合而成，这些金属元素的结构相近，彼此之间形成协同效应，结合后可以形成具有大面积有效表面的孔结构，有效提高催化活性，实现了低成本的柴油加氢脱硫处理。
3 国内外柴油加氢脱硫技术发展现状
3.1 柴油加氢脱硫技术国外发展现状
柴油加氢脱硫技术一直以来都是发达国家有效降低高空污染的有效手段，相关的技术探索和实践活动由来已久，并且已经通过实际应用验证了其可靠性。柴油加氢脱硫技术的发展方向主要是对高活性催化剂材料的研究，比如日本和荷兰的能源企业研究机构就采用超活性反应中心技术合成了KF-757和KF-848两种硫化态催化剂，这两种技术可以实现在不同压力条件下的脱硫工艺，在其催化下柴油加氢脱硫效果显著提升，基本满足了环境保护的需求。为了追求更低的成本和更高的利润，部分发达国家还组织研究了柴油加氢脱硫反应器的工艺改进和构件加工技术，大大降低了低硫柴油的生产成本，为企业带来了巨大的加工成本收益。除此之外，脱芳烃、降产品密度、提高十六烷值等工艺手段在國外得到了综合利用，形成了一套被应用于实际生产工作中的符合型脱硫组合技术体系。
3.2 柴油加氢脱硫技术国内发展现状
我国的石油开采技术发展较为缓慢，造成劣质原油的比例高居不下，柴油加氢脱硫技术与国外相比仍有较大差距，存在效率低下、质量难以保证等问题。近年来，石油化工企业自主研发了一些新的柴油加氢脱硫技术，如中国石化抚顺石油化工研究院开发并提出的MCI精制串联工艺，中国石油天然气集团公司研究院提出的FDS-1柴油加氢脱硫工艺技术体系。在柴油加氢脱硫催化剂研究领域。由于起步较晚投入力度不足，我国目前还不具备生产高活性催化剂产品的能力。
4 促进我国柴油加氢脱硫技术发展的有效措施
超低硫柴油生产是保证我国政府工作报告中要求的工作顺利开展，尽快完成《巴黎协定》任务目标和降低石油化工企业经营成本的有效手段之一。石油化工企业要认识到柴油加氢脱硫技术研发的重要性，并从如下几个方面来开展促进工作：
4.1 提高投入力度，构建研究队伍。
柴油加氢脱硫技术发展缓慢，其主要原因就是研究工作投入不足和研究队伍水平不足两方面。国家有关部门和主要石油化工企业要不断加大投入，组建一支技术过硬、能吃苦、勇于创新的研发团队，通过技术研究、经验交流和教书育人等实践活动来提高加氢脱硫技术水平。
4.2 严格管理，知识构建
柴油加氢脱硫技术研发需要一直过硬的团队，也同样需要严格的管理制度和资金支持来完成研发工作。柴油生产和加工企业要根据自身实际情况进行监督和管理，保证新技术的可行性。
4.3 加强环保宣传力度
环境保护已经成为我国近期最为关键的工作之一，石油化工企业要认清形势，为职工提供再教育深造的机会，让每个员工都认识到环境保护的重要性。宣传到位、资金到位、制度到位，在这些可以规范约束个人行为的制度促进下，必然会出现很多提高效率和柴油质量的机会。
参考文献：
[1] 杨怀宇.柴油加氢脱硫技术的现状及发展[J].中国石油和化工标准与质量，2017（08）：75-76.
[2] 胡俊利，王高杰.柴油加氢技术研究现状[J].能源化工，2016（01）：19-22.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14852468.htm
