石油油品脱硫的方法

申请号 CN200410062384.6 申请日 2004-07-09 公开(公告)号 CN1331987C 公开(公告)日 2007-08-15
申请人 石油大学(北京); 发明人 柯明; 杨月; 刘溆蕃; 宋昭峥; 蒋庆哲;
摘要 本 发明 涉及一种石油油品 脱硫 的方法,其特点是采用高剪切分散乳化技术强化石油油品与 氧 化剂的反应,将油品中的有机硫化合物氧 化成 砜,然后将氧化后的油品采用萃取方法或 吸附 方法或与 碱 金属的氢氧化物或碱土金属的氢氧化物在一定 温度 下反应,从而达到脱硫的目的。本发明方法所适用的石油油品包括 煤 油 、柴油(包括直馏柴油和催化柴油)、减压馏分油(VGO)、常压渣油、减压渣油和 原油 。
权利要求

1、石油油品的脱硫方法,包括使石油油品中的有机硫化物发生氧 化反应,以及将硫化物的氧化产物与油品分离的过程,其特征在于,所述 氧化反应是使含有机硫化合物的石油油品、氧化剂和催化剂在高剪切分散乳 化装置的作用下完成,反应温度为30~110℃,反应压为常压~1Mpa,反 应时间为1~180分钟;所述高剪切分散乳化装置所具有的转子圆周线速度 为3m/s-50m/s。
2、权利要求1所述的氧化脱硫方法,其中,氧化反应过程使用定子直 径在6mm-500mm的高剪切分散乳化装置,并控制转子的转速为600- 30000rpm。
3、权利要求1所述的氧化脱硫方法,其中,所述的氧化剂为过氧化氢。
4、权利要求1或3所述的氧化脱硫方法,其中,氧化剂与油品的体积 比为1∶500~3∶10。
5、权利要求1所述的氧化脱硫方法,其中,所述的催化剂选自甲酸、 乙酸、一氯乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸、三氟乙酸、苯甲酸、间氯苯甲酸、 磷钨酸或磷钼酸。
6、权利要求1或5所述的氧化脱硫方法,其中,所述的氧化剂与所述 的催化剂的体积比为1∶20~20∶1。
7、权利要求1所述的氧化脱硫方法,其中,氧化反应结束后,采用萃 取、吸附处理或其中一种以上步骤的组合实现氧化产物与油品的分离。
8、权利要求7所述的氧化脱硫方法,其中,所述萃取步骤是使氧化产 物与萃取剂混合后常温静止,然后将油品与萃取剂分离,萃取剂选自乙腈、 二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷、环丁砜、硝基甲烷、二 甘醇、三甘醇、四甘醇、二乙二醇胺、N-甲酰基吗啉、甲醇、乙醇、甲、 乙醛、甲酸或乙酸。
9、根据权利要求8所述的氧化脱硫方法,其中,萃取时,氧化后的油 品与萃取剂的体积比为1∶10~4∶1。
10、权利要求7所述的氧化脱硫方法,其中,所述吸附步骤是使氧化反 应产物与固体吸附剂接触,该过程的空速为0.1~2.0h-1,温度为20~90℃。
11、权利要求10所述的氧化脱硫方法,其中,所用的固体吸附剂选自 层柱分子筛、MCM-41分子筛、活性炭、氧化胶或硅氧化物。
12、权利要求7所述的氧化脱硫方法,其中,所述碱处理步骤是向氧 化反应产物中加入碱金属的氢氧化物或碱土金属的氢氧化物,在70~350℃ 条件下反应30~180分钟。
13、权利要求12所述的氧化脱硫方法,其中,所用的碱金属的氢氧化 物或碱土金属的氢氧化物选自氢氧化钠、氢氧化、氢氧化镁、氢氧化以 及它们的混合物。
14、权利要求12或13所述的氧化脱硫方法,其中,所述碱金属的氢氧 化物或碱土金属的氢氧化物使用固体或它们的溶液。
15、权利要求1所述的氧化脱硫方法,其特征在于所述石油油品包括 油、柴油、减压馏分油、常压渣油、减压渣油和原油

说明书全文

技术领域

发明属于石油化工领域,涉及石油油品脱硫的方法,尤其涉及 利用高速剪切分散乳化技术强化石油油品中的有机硫化物的氧化效果,提 高脱硫效率的技术。

背景技术

氧化脱硫法是石油化工领域中为脱除石油油品中硫化物的一种工艺, 该方法主要是通过氧化反应将油品中的硫化物氧化成极性较强的砜,然后 再通过后处理技术将油品中的砜进行分离,从而达到石油油品脱硫的目的。
油品的脱硫技术在石油化工领域中已有大量的研究和应用,因为脱硫 效果直接影响了油品的品质和使用价值,所以尽可能高的脱硫率是业内所 追求的重要指标。为了获得较高的脱硫率,目前已在实施或有报道的研究 方法大都将重点放在了提高氧化效果及使含硫物从油品中的有效分离,对 这些在先技术的分析研究可以看出,人们主要集中在氧化过程的研究,包 括氧化剂或催化剂的选择,同时提出各种后处理方法。
美国专利US6500219(2002)公开了使用声波对液态矿物油氧化脱硫 的方法。该方法包括如下步骤:(a)使液态矿物油与过氧化物、表面活性 剂以及溶液反应,形成油水两相反应介质;(b)将上述反应介质连续通 过超声波发生室,时间足以使上述矿物油中的硫化物氧化成砜;(c)从超 声波发生室流出的反应油立即被分为含大量硫化物的水相和含有部分硫化 物的油相;(d)对油相用吸附或萃取的方法进一步脱硫。该方法中使用的 表面活性剂为含15-20个原子的脂肪族类,配合超声波发生室的利用, 达到提高矿物油中硫化物的氧化效率的目的。
美国专利US6402939(2002)也公开了使用超声波使矿物油氧化脱硫的 方法,该方法包括如下步骤:(a)使液态矿物油与一种包括水和过氧化物 的酸性水溶液反应,形成一种多相的反应介质,上述过氧化物的酸性水溶 液的pH值等于1~30v%的过氧化氢水溶液的pH值;(b)对上述反应介质 施以超声波,时间足以使上述矿物油中的硫化物氧化成砜;(c)萃取上述 砜,得到一个基本上不含砜的有机相。该方法中尤其包括使用一种卤化物 的季铵盐阳离子相转移剂与矿物油和酸性过氧化物水溶液化合,形成多相 的反应介质,达到促进氧化的目的。
使用超声波技术实现油品的氧化,理论上讲,有利于物料的充分接触 而将油品中的全部硫化物氧化成砜。但是在工业化生产中超声波技术的实 施有一定的难度,并且将带来很高的成本,从以上公开内容也可以看到, 使用超声波技术的同时还需要乳化及相转移等技术的配合。
美国专利US6406616(2002)公开了使用过氧化氢为氧化剂及甲酸为催化 剂对汽油进行氧化脱硫的方法。其过程为含硫液体油与携带氧化剂及催化 剂的水相在反应器内混合,在接近常压和十分缓和的温度(小于120℃)条 件下将噻吩类含硫化合物氧化成砜;含有待生催化剂和砜的水相与油相分 离后送至再生系统,除去砜并再生催化剂;含有砜的油相送至吸附系统, 吸附系统中含有可用甲醇再生的固体吸附剂。
法国专利FR2802939(2001)公开了源自原油的烃中所含有的噻吩化合物 的选择性脱硫工艺,通过使用含氧化剂的湍流态的烃/水两相系统,使噻吩 化合物中的硫原子氧化成砜,氧化剂是过氧化物或过硫酸盐,选自过氧化 氢、有机过氧化物、金属或碱土金属的过酸盐和过硫酸盐。并记载该脱 硫工艺可应用于汽油、油及源自催化裂化工艺的石油馏分的脱硫。
但是该等方法主要适用于油品中噻吩及噻吩类化合物的氧化处理, FR2802939仅提到应该适用湍流态的烃/水两相系统,对于油品的加工,如 何实现湍流态并没有具体记载。所以,对于不同性质的体系,实现湍流的 条件和操作有不同的要求,而且达到湍流态是一个很宽泛的描述,体系改 变,湍流态的具体形态对体系的影响也不同。
日本专利JP2001354978(2001)公开了燃料油氧化脱硫工艺,其中记载 含有硫化合物的燃料油在极性有机溶剂存在下用氧化剂和过渡金属催化剂 处理,可脱除硫化合物。
美国专利US6277271(2001)公开了一种氧化脱硫方法。该方法包括如 下步骤:(a)先用催化加氢的方法对燃料油进行脱硫,初步降低油品中的 硫含量;(b)将上述油品用氧化剂氧化,得到氧化后油和剩余氧化剂的混 合物;(c)分离掉剩余的氧化剂并用萃取、蒸馏或吸附的方法对氧化油脱 硫。上述氧化剂可为氧气、臭氧、过氧化氢、有机过氧化物、金属超氧化物。
美国专利US5961820(1999)公开了一种使用氧化剂、羰基化合物和氢氧 化物的脱硫工艺,该工艺用于脱除石油馏分和煤中的硫化物,所用的氧化 剂为过氧化氢,羰基化合物为类化合物,如丙酮等,氢氧化物为碱金属 氢氧化物。该工艺中,含硫的石油馏分或煤与过氧化氢、丙酮和氢氧化钠 的混合物,在室温至121℃温度范围下反应,反应压为1~2个大气压, 反应结束后,回收脱硫后的石油馏分或煤,及回收酮类化合物。
美国专利US5935421(1999)公开了用氢氧化钠对重质油进行脱硫的研 究,该反应步骤为:①将重油与氢氧化钠水溶液(浓度5m%-60m%)混合, 通氢气,在高温下(380℃-450℃)进行反应,生成部分脱硫的重油、水及 硫化钠;②将硫化钠经汽提过程转化为氢氧化钠并回收硫化氢;③将回收 的氢氧化钠循环利用;④将部分脱硫的重油,在无水、无氧高温(340℃-450 ℃)高压(345Kpa)下与金属钠反应,生成最终的脱硫油和硫化钠。
美国专利US5958224(1999)公开了一种对加氢处理后油品氧化脱硫的 方法。该方法包括如下步骤:(a)使用过氧化金属复合物为氧化剂对加氢处 理后油品进行氧化;(b)上述氧化后油品用吸附的方法进行脱硫;(c)用 过氧化氢将以上氧化剂再生处理,循环使用。所用的过氧化金属复合物为 LMO(O2)2、LMO(O2)2.2H2O或其混合物,L为烷基磷酰三胺,M为镍、铬或钨。
美国专利US5310479(1994)公开了一种主要对原油中硫醚类硫化物氧 化脱硫的方法。该方法是将原油与甲酸和过氧化物混合反应,反应后原油 中的硫醚类硫化物被氧化为水溶性的硫化物,对原油进行水洗就可得到脱 硫油。
EP0565324(1993)公开了从液态油品中回收有机硫化合物的方法,包 括:(a)用一种氧化剂处理源自石油、石油砂、页岩油或煤的油品,氧化 反应在-20~140℃下进行,氧化剂选自氧气、空气、臭氧、氯气、H2O2、 过乙酸、H2O2与水的混合物、过甲酸、H2O2与过甲酸混合物、过苯甲酸、H2O2 与氯乙酸的混合物、二氯过乙酸、H2O2与水和二氯过乙酸的混合物、三氯过 乙酸、H2O2与三氯乙酸的混合物、三氟过乙酸、H2O2与三氟乙酸的混合物、 过甲磺酸、H2O2与甲磺酸的混合物、次氯酸、次氯酸盐的水溶液等;(b)用 蒸馏溶剂萃取方法分离氧化后的有机硫化合物,或吸附使之与油品隔离。 在该方法中,回收的有机硫化合物主要为亚砜或/和砜。
JP04072387(1992)公开了燃料油脱硫工艺,该工艺用氧化剂处理源 自石油、煤液化油、包括汽油、煤油、轻油和重油的燃料油、氧化剂为氧 气、臭氧和有机过氧化物。燃料油可直接氧化,或者与有机溶剂如丙酮组 成混合物再氧化。氧化后的硫化合物,由于沸点提高,通过蒸馏很容易除 去,也可以利用有机硫化合物变化了的溶解性和熔点,使用溶剂萃取、深 度冷冻分离和色谱柱分离技术加以脱除。
美国专利US3945914(1976)公开了一种对重油氧化脱硫的方法。该方 法包括如下步骤:(a)将重油与氧化剂混合反应;(b)上述氧化后油品 在高温下与一种金属或含该金属的化合物反应,生成含金属和硫的化合物; (c)分离该含硫化合物得到脱硫产品油。上述过氧化物选自有机过氧化物、 过氧化氢物、有机过氧化酸;上述金属为钴、钼、钨、镍、等。
US3719589(1973)公开了一种生产低硫含量的烃油的工艺,该工艺包 括:在温度约23.9~93.3℃下,用氧化剂氧化含硫和沥青的烃油,氧化剂 选自有机过氧化物、有机过酸,通过将氧化产物加热至约65.6-232.2℃, 并使加热的烃油维持在温度约148.9-260℃的固定范围内,除去残留的氧 化剂,得到上层为降低了硫含量的烃油,下层含有沥青的混合物,分离上 层和下层。
US3668117(1972)公开了含硫油品的脱硫方法,含硫油品先用一种氧 化剂过氧化,然后,将1-20wt%的水加入到过氧化后的油品中,使上述含水 油品通过脱硫催化剂,除去油品中的硫,上述脱硫催化剂选自:氧化钠、 氧化氧化负载在氧化上。氧化剂选自有机氧化物、有机过氧化物、 空气或有机过酸。
仔细研究可以发现,以上所列出的现有技术中,为了提高脱硫率,都 在反应条件和试剂(包括催化剂)选择上进行了大量研究,这些在先技术 或者操作条件要求高,或者针对特定的油品设计操作条件,或者需要使用 大量的氧化剂和高成本的催化剂以及特殊的试剂(例如相转移剂),有些 氧化剂或催化剂,特别是大分子催化剂工业再生的成本高,污染大,不适 宜工业化的应用。总的来讲,在脱硫率和生产成本上都存在不尽人意的地方。
所以,寻找和摸索适用范围更广,操作简单,综合效率更高的脱硫方 法,对于该技术领域的发展,尤其是推动脱硫技术的产业化具有明显的经 济意义和社会意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种石油油品脱硫的方法,通过引入高剪切分散 乳化技术提高硫化物的氧化效率,达到适用性广,脱硫率高且生产成本低 的目的。
本发明提供了一种石油油品的氧化脱硫方法,包括使石油油品中的有 机硫化物发生氧化反应(主要是生成砜或亚砜类),以及将所生成的氧化 产物与油品分离的过程,其特征在于,所述氧化反应是使含有机硫化合物 的石油油品、氧化剂和催化剂在高剪切分散乳化装置的作用下完成,反应 温度为30~110℃,反应压力为常压~1Mpa,反应时间为1~180分钟;所 述高剪切分散乳化装置的转子所具有的圆周线速度为3m/s-50m/s。
本案发明人结合现有技术的研究结果进行脱硫技术的探索中发现,提 高脱硫效果的关键之一是必须设法提高油品中硫化物发生氧化反应的效 率,所以,大量的现有技术研究都集中在氧化剂和催化剂的选择。在操作 中也都仅限于使原料油能在充分搅拌的条件下被氧化,由于各种油品特性 的差异和石油油品的高粘度,在氧化反应中油品与氧化剂真正意义上的充 分接触是比较困难的,也就是说,使氧化剂在油品中被充分分散对氧化反 应的效果具有很重要的意义。
在本发明以前,高剪切力分散乳化技术通常是被应用于物料的乳化加 工过程,本案发明人的研究结果显示,对欲发生氧化反应的油品实施高剪 切力而分散乳化,使油品在氧化反应过程中始终处于高剪切力的作用下与 氧化剂保持充分接触,或者说氧化剂在欲处理的油品中被高度分散,同时 在高剪切力作用下有利于油品中的硫化物的氧化。
发明人的研究显示,令油品在氧化反应中满足本发明所需要的高剪切 力分散乳化效果,使用的高剪切分散乳化装置的转子应该具有比较高的圆 周线速度。高剪切乳化分散机由定子和转子组成,对于可用于本发明的装 置,转子的圆周线速度要求在3m/s-50m/s。可以实现该圆周线速度要求的 乳化机一般都适用于本发明,具体的高剪切分散乳化装置可以有多种选 择,在操作中可以选择定子直径在6-50mm,相应的,氧化过程中可以控制 该高剪切分散乳化装置的转子的转速为600-30000rpm。为获得更好的氧化 效果,可以转速在8000-30000rpm,例如可以使用上海弗鲁克流体机械制造 有限公司生产的FA25/22Z高剪切分散乳化机。根据所处理油品的不同,可 以调节控制在适当的转速下,更适宜的转速为12000-25000rpm。
本发明所适用的石油油品包括源自石油的各种中间产物和最终产物, 例如煤油、柴油(包括直馏柴油和催化柴油)、减压馏分油(VGO)、常压 渣油、减压渣油和原油。
根据本发明提供的油品脱硫方法,在高剪切分散乳化状态下,氧化剂 与催化剂混合物产生很强的氧化作用,可以将油品中的有机硫化合物氧化 成砜或亚砜。氧化反应结束后,可采用萃取或吸附或碱处理方法分离油品 中的砜类硫化物。油品发生氧化反应的氧化剂可以是现有技术中常用的各 种氧化剂,例如过氧化氢等。具体应用中,过氧化氢的浓度可以为1~30m%, 较适宜的浓度为15~30m%。氧化剂的用量与所处理的油品及其中所含的硫 化物的量有关,本领域普通技术人员可以自行确定,通常可以控制氧化剂 与油品的体积比为1∶500~3∶10。
本发明的油品脱硫方法对于氧化反应的催化剂没有特殊要求,可以使 用常规或公知的,从氧化效果和有利于工业化过程中的催化剂再生考虑, 优选使用小分子的物质,例如适用的催化剂可以选自甲酸、乙酸、一氯乙 酸、二氯乙酸、三氯乙酸、三氟乙酸、苯甲酸、间氯苯甲酸、磷钨酸和磷 钼酸等。根据本发明的方法,较适宜的催化剂可以为甲酸、三氯乙酸、三 氟乙酸等。氧化过程中氧化剂与催化剂的体积比为1∶20~20∶1,较适宜的 体积比为1∶5~5∶1。
根据本发明的方法,氧化反应完成后,可以采用任何公知的方法将氧 化后的硫化物(主要是砜或亚砜类物质)从油品中分离。本发明优选的分 离方法可以采用萃取、吸附、碱处理或其中一种以上步骤的组合,实现氧 化产物砜与油品的分离。
所述萃取步骤是使氧化产物与萃取剂混合后常温静止,然后将油品与 萃取剂层分离,收取油品,即可为脱硫后的产品。萃取剂可选自乙腈、二 甲亚砜(DMSO)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N-甲基吡咯烷酮、环丁砜、 硝基甲烷、二甘醇(DEG)、三甘醇(TEG)、四甘醇(TETRA)、二乙二醇 胺(DGA)、N-甲酰基吗啉、甲醇、乙醇、甲、乙醛、甲酸或乙酸等。较 适宜的萃取剂为乙腈、二甲亚砜(DMSO)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、 甲醇、乙醇、甲醛、乙醛、甲酸或乙酸等。
萃取剂的加入量和萃取次数都没有严格限定,可以根据油品的具体情 况而定,一般情况,每次萃取操作中油品与萃取剂的体积比可以为1∶10~ 4∶1,较适宜的体积比为1∶2~2∶1。
所述吸附步骤是使氧化反应产物与固体吸附剂接触,该过程的空速为 0.1~2.0h-1,温度为20~90℃。油品中的硫化物被吸附在吸附剂上,从而 将油品中的硫化物脱除,吸附剂可用甲醇、乙醇、三氯甲烷、四氯化碳、 苯、甲苯或它们的混合物再生。所用的固体吸附剂可以选自层柱分子筛、 MCM-41分子筛、活性炭、氧化铝、胶或钛硅氧化物等,较适宜的吸附剂 为硅胶、钛硅氧化物。
根据本发明的方法,还可以采用碱处理方法来脱除油品中的砜类:将 氧化后的油品与碱金属的氢氧化物或碱土金属的氢氧化物混合,在70~350 ℃下反应30~180分钟,使油品中的砜发生C-S键断裂,硫以硫酸盐等无 机盐的形式被除去,从而达到脱硫的目的。所使用的碱金属的氢氧化物或 碱土金属的氢氧化物可以包括氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化镁、氢氧化钙 以及它们的混合物,上述氢氧化物可以是固体,也可以是它们的水溶液。 一般可以使用氢氧化钠或氢氧化钾,整个反应结束后,反应生成的硫酸盐 类存在反应器的底部,石油油品很容易与硫酸盐类分离。
根据油品的用途和性质的需要,在分离过程中可以采用上述方法重复 操作,也可以将一种以上的方法结合使用。
根据以上描述可以得出,与公知的技术相比,本发明提供的石油油品 氧化脱硫方法关键在于控制油品发生氧化反应的条件和状态,使油品在高 剪切力作用下实现充分的分散和乳化,在这样的环境下,所含硫化物的氧 化具有较高的选择性,因而可归纳具有如下显著效果:
1、本发明的石油油品氧化脱硫方法适用范围广,尤其适用各种高含硫 油品如煤油、柴油(包括直馏柴油和催化柴油)、减压馏分油(VGO)、常 压渣油、减压渣油和原油的脱硫。
2、本发明提供的石油油品氧化脱硫方法简单,操作容易。对于氧化剂 和催化剂的要求低,普通的小分子物即可满足要求,相对地生产成本也较 低,更利于工业化。
3、成本低,脱硫率高,例如,可将柴油的硫含量从2742μg/g降低至 87μg/g以下,脱硫率高达96.8%;可将减压馏分油(VGO)的硫含量从 10087μg/g降至916μg/g,脱硫率高达90.9%。
4、本发明方法处理石油油品,既达到脱硫目的,又不会造成环境污染, 催化剂、萃取剂都可回收使用,吸附剂可反复再生,碱处理时硫以硫酸盐 等无机盐的形式存在,也很容易处理。

具体实施方式

以下结合具体实施例进一步说明本发明的实现,以利帮助阅读者更好 地理解本发明的技术特点和有益效果,但不对本发明的可实施范围构成任 何限制。
以下实施例中,油品中的硫含量测定使用美国ANK公司生产的ANK7000 硫氮测量仪,采用紫外荧光法检测。
对比例1
在反应器中加入100ml直馏柴油和2ml 30%过氧化氢与1ml甲酸的混合 液,在普通电动搅拌机的作用下进行氧化反应,搅拌机转速为2500rpm, 反应温度为60℃,常压,反应时间为30分钟。反应结束后,分离出氧化后 的油品。氧化后的油品与乙腈按体积比2∶1混合萃取二次,得到脱硫的直 馏柴油,该直馏柴油的硫含量从2742μg/g降至864μg/g,脱硫率为68.5%。
对比例2
在反应器中,加入100ml直馏柴油和2ml 30%过氧化氢与1ml甲酸的混 合液,在JY92-IID型超声波粉碎机(宁波新芝生物科技股份有限公司生产) 的作用下进行氧化反应,使用的功率为1200W,反应温度为60℃,常压, 反应时间为6分钟。反应结束后,分离出氧化后的油品。
氧化后的油品与乙腈按体积比2∶1混合萃取二次,得到脱硫的直馏柴 油,该直馏柴油的硫含量从2742μg/g降至503μg/g,脱硫率为81.7%。
实施例1
在反应器中,加入100ml直馏柴油和2ml 30%浓度过氧化氢与1ml甲酸 的混合液,在高剪切分散乳化机(上海弗鲁克流体机械制造有限公司, FA25/22Z)的作用下进行氧化反应,高剪切分散乳化机转速为22000rpm, 反应温度为60℃,控制不同的反应压力,反应时间为30分钟。反应结束后, 分离出氧化后的油品。
氧化后的油品与乙腈按体积比2∶1混合萃取二次,得到脱硫的直馏柴油。
不同氧化压力的脱硫结果如表1。
表1
  压力,Mpa 原料硫含量,μg/g 脱硫后硫含量,μg/g   脱硫率,%     常压     2742     483     82.4     0.05     2742     427     84.4     0.1     2742     385     86.0     0.2     2742     361     86.8
实施例2
在反应器中,加入100ml直馏柴油和2ml 30%过氧化氢与1ml甲酸的混 合液,在高剪切分散乳化机(上海弗鲁克流体机械制造有限公司,FA25/22Z) 的作用下进行氧化反应,控制不同转速,反应温度为60℃,反应时间为60分 钟,反应压力为0.2Mpa。反应结束后,分离出氧化后的油品。
氧化后的油品与乙腈按体积比2∶1混合萃取二次,得到脱硫的直馏柴油。 高剪切分散乳化机在不同转速条件下的脱硫结果如表2。
表2
转速,r/min 原料硫含量,μg/g 脱硫后硫含量,μg/g   脱硫率,%     10000     2742     391     85.7     16000     2742     352     87.2     22000     2742     328     88.0     25000     2742     323     88.2
实施例3
在反应器中,加入100ml直馏柴油和3ml 30%过氧化氢与3ml甲酸的混 合液,在高剪切分散乳化机(上海弗鲁克流体机械制造有限公司,FA25/22Z) 的作用下进行氧化反应,高剪切分散乳化机转速为22000rpm,反应温度为 80℃,反应压力为0.2Mpa,控制不同的氧化反应时间。反应结束后,分离 出氧化后的油品。
氧化后的油品与乙腈按体积比2∶1混合萃取二次,得到脱硫的直馏柴油。
在不同氧化时间脱硫结果如表3。
表3
氧化时间,min 原料硫含量,μg/g 脱硫后硫含量,μg/g 脱硫率,%     15     2742     396     85.6     30     2742     247     91.0     45     2742     211     92.3     60     2742     187     93.2     90     2742     181     93.4     120     2742     181     93.4
实施例4
在反应器中,加入100ml直馏柴油和3ml 30%过氧化氢与3ml甲酸的混 合液,在高剪切分散乳化机(上海弗鲁克流体机械制造有限公司,FA25/22Z) 的作用下进行氧化反应,高剪切分散乳化机转速为22000rpm,反应时间为 60分钟,反应压力为0.2Mpa,控制不同反应温度。反应结束后,分离出氧 化后的油品。
氧化后的油品与乙腈按体积比2∶1混合萃取二次,得到脱硫的直馏柴油。
在不同氧化温度下的脱硫结果如表4。
表4
氧化温度,℃ 原料硫含量,μg/g 脱硫后硫含量,μg/g  脱硫率,%     50     2742     539     80.3     60     2742     328     88.0     70     2742     235     91.4     80     2742     187     93.2     90     2742     198     92.8     100     2742     254     90.7
实施例5
在反应器中,加入100ml直馏柴油和3ml 30%过氧化氢与3ml甲酸的混 合液,在高剪切分散乳化机(上海弗鲁克流体机械制造有限公司,FA25/22Z) 的作用下进行氧化反应,高剪切分散乳化机转速为22000rpm,反应温度为 80℃,反应压力为0.2Mpa,反应时间为60分钟。反应结束后,分离出氧 化后的油品。
氧化后的油品与萃取剂按体积比2∶1混合萃取二次,得到脱硫的直馏 柴油。不同萃取剂的脱硫结果如表5。
表5
   萃取剂 原料硫含量,μg/g 脱硫后硫含量,μg/g 脱硫率,%    乙腈     2742     187     93.2    二甲亚砜     2742     278     89.9    N,N-二甲基甲酰胺    (DMF)     2742     121     95.6
实施例6
在反应器中,加入100ml催化柴油和4ml 30%过氧化氢与4ml甲酸的混 合液,在高剪切分散乳化机(上海弗鲁克流体机械制造有限公司,FA25/22Z) 的作用下进行氧化反应,高剪切分散乳化机转速为22000rpm,反应温度为 80℃,反应压力为0.2Mpa,反应时间为60分钟。反应结束后,分离出氧 化后的油品。
氧化后的油品与乙腈按体积比2∶1混合萃取二次,得到脱硫的催化柴 油。该催化柴油的硫含量从2435μg/g降至437μg/g,脱硫率为82.1%。
实施例7
在反应器中,加入100ml煤油和3ml 30%过氧化氢与3ml甲酸的混合液, 在高剪切分散乳化机(上海弗鲁克流体机械制造有限公司,FA25/22Z)的 作用下进行氧化反应,高剪切分散乳化机转速为22000rpm,反应温度为80 ℃,反应压力为0.2Mpa,反应时间为60分钟。反应结束后,分离出氧化 后的油品。
氧化后的油品与乙腈按体积比2∶1混合萃取二次,收集油品层,得到 脱硫的煤油。该煤油的硫含量从3780μg/g降至489μg/g,脱硫率为87.1 %。
实施例8
在反应器中,加入100ml直馏柴油和2ml 30%过氧化氢与1ml三氟乙酸 的混合液,在高剪切分散乳化机(上海弗鲁克流体机械制造有限公司, FA25/22Z)的作用下进行氧化反应,高剪切分散乳化机转速为22000rpm, 反应温度为70℃,反应压力为0.2Mpa,反应时间为60分钟。反应结束后, 分离出氧化后的油品。
氧化后的油品与乙腈按体积比2∶1混合萃取二次,得到直馏柴油中的 硫含量从2742μg/g降至246μg/g,脱硫率为91.0%。
实施例9
在反应器中,加入100ml直馏柴油和3ml 30%过氧化氢与3ml甲酸的混 合液,在高剪切分散乳化机(上海弗鲁克流体机械制造有限公司,FA25/22Z) 的作用下进行氧化反应,高剪切分散乳化机转速为22000rpm,反应温度为 80℃,反应压力为0.2Mpa,反应时间为60分钟。反应结束后,分离出氧化 后的油品。
氧化后的油品与硅胶吸附剂接触,在空速0.3h-1、温度60℃下进行吸 附,得到的直馏柴油中的硫含量从2742μg/g降至87μg/g,脱硫率为96.8 %。
实施例10
在反应器中,加入100ml直馏柴油和3ml 30%过氧化氢与3ml甲酸的混 合液,在高剪切分散乳化机(上海弗鲁克流体机械制造有限公司,FA25/22Z) 的作用下进行氧化反应,高剪切分散乳化机转速为22000rpm,反应温度为 80℃,反应压力为0.2Mpa,反应时间为60分钟。反应结束后,分离出氧化 后的油品。
再将分离出的油品与固体氢氧化钠在反应器内混合,油品与固体氢氧 化钠的重量比为10∶1,在温度330℃,搅拌速度1000r/min的条件下进行 脱硫反应。得到的直馏柴油的硫含量从2742μg/g降至469μg/g,脱硫率为 82.9%。
实施例11
在反应器中,加入减压馏分油(VGO)100ml和15ml 30%过氧化氢与15ml 甲酸的混合液进行混合,在高剪切分散乳化机(上海弗鲁克流体机械制造 有限公司,FA25/22Z)的作用下进行氧化反应,反应温度为90℃,高剪切 分散乳化机转速为25000rpm,反应压力为0.2Mpa,反应时间为60分钟。 反应结束后,分离出氧化后的油品。
分离出的油品与固体氢氧化钠在在高压釜中反应,油品与固体氢氧化 钠的重量比为10∶1,在温度330℃,搅拌速度1000r/min的条件下进行脱 硫反应。减压馏分油(VGO)的硫含量从10087μg/g降至916μg/g,脱硫率 为90.9%。
实施例12
在反应器中,加入常压渣油100ml和15ml 30%过氧化氢与15ml甲酸的 混合液进行混合,在高剪切分散乳化机(上海弗鲁克流体机械制造有限公 司,FA25/22Z)的作用下进行氧化反应,高剪切分散乳化机转速为25000 rpm,反应温度为90℃,反应压力为0.2Mpa,反应时间为60分钟。反应结 束后,分离出氧化后的油品。
再将分离出的油品与固体氢氧化钠在反应器内混合,油品与固体氢氧 化钠的重量比为10∶1,在温度330℃,搅拌速度1000r/min的条件下进 行脱硫反应。常压渣油的硫含量从31856μg/g降至13239μg/g,脱硫率为 58.4%。
实施例13
在反应器中,加入原油100ml和10ml 30%过氧化氢与10ml甲酸的混合 液进行混合,在高剪切分散乳化机(上海弗鲁克流体机械制造有限公司, FA25/22Z)的作用下进行氧化反应,高剪切分散乳化机转速为25000rpm, 反应温度为90℃,反应压力为0.2Mpa,反应时间为60分钟。反应结束后, 分离出氧化后的油品。
再将分离出的油品与固体氢氧化钠在反应器内混合,油品与固体氢氧 化钠的重量比为10∶1,在温度330℃,搅拌速度1000r/min的条件下进行 脱硫反应。原油的硫含量从8745μg/g降至1683μg/g,脱硫率为80.8%。
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