[00893809]重油催化裂化汽油脱硫醇精制理论及应用研究

“重油催化裂化汽油脱硫醇精制理论及应用研究”是针对重油催化裂化(RFCC)汽油脱硫醇(又称脱臭)精制过程中存在的实际问题而开展的应用基础研究。近几年来，RFCC汽油脱硫醇精制出现了许多新问题，如RFCC汽油脱臭效率低、RFCC汽油铜片腐蚀试验不合格、以及脱臭油博士溶液试验不合格等，所以该项目在化学化工领域特别是石油化工领域属于领先的前沿基础及应用研究。对催化裂化(FCC)汽油脱臭精制，国外具有代表性的工艺是1958年美国UOP公司开发的Merox脱臭工艺。几十年来，该工艺不断发展，从液－液脱臭法发展到固定床脱臭法。随着RFCC技术在中国的普遍应用，由于重油与蜡油性质不同，使得RFCC汽油和FCC汽油在组成上有差别，若仍套用适用于FCC汽油脱臭精制的工艺，则会带来一些新问题。该课题正是在原有工作基础上和针对RFCC汽油脱臭精制存在问题而开展的基础理论及应用研究。在以下基础理论方面开展系统性的研究工作：(1)重油催化裂化汽油中硫醇结构组成研究：通过比较脱臭前后RFCC汽油和FCC汽油中硫醇结构组成的差别，能够获得哪些结构的硫醇制约着RFCC汽油的脱臭效率，从而使得该研究为解决实际问题提供最直接的理论依据。重油催化裂化汽油中硫醇分布及结构组成研究在国内外鲜见报道，具有重要的理论意义。(2)混合硫醇催化氧化反应动力学及反应机理研究：国内外对硫醇氧化反应动力学及反应机理的研究仅集中单一硫醇的研究上，有关混合硫醇共氧化动力学行为及规律的研究在国内外未见有报道。而汽油中硫醇总是以混合体的形式存在，对混合硫醇体系催化共氧化反应动力学及机理的研究，更接近于工业生产实际。所以研究混合硫醇的氧化动力学规律及反应机理，既有理论上的进展，又对提高重油催化裂化汽油脱臭效率具有指导意义。(3)重油催化裂化汽油铜片腐蚀原因研究：重油催化裂化汽油铜片腐蚀问题是重油催化裂化技术应用所带来的新问题，只有探明铜片腐蚀原因，做深入的基础研究，在此基础上才能提出解决问题的办法。(4)脱臭后重油催化裂化汽油博士试验不合格原因研究：博士试验是检验汽油中硫醇是否合格的标准之一。有时当脱臭后汽油中硫醇硫为4-5ppm时，博士试验却不合格，它直接影响着90#汽油的出口，造成巨大的经济损失。为此，找出博士试验不合格的原因，作为基础研究意义重大。在以下方面开展应用研究：(1)开发高效、低成本的RFCC汽油MCSP脱臭工艺。(2)开发解决RFCC汽油铜片腐蚀不合格的新技术，并进行工业应用。整个研究项目实施效果：“重油催化裂化汽油脱硫醇精制理论研究”项目共取得以下成果：(1)通过对混合硫醇催化共氧化反应动力学及机理研究，首次提出了混合硫醇催化共氧化反应动力学模型，建立了混合硫醇催化共氧化反应机理，揭示了混合硫醇催化共氧化过程中各硫醇分子的氧化并不是独立进行，而是相互作用、相互影响的，比单一硫醇催化氧化反应机理前进了一步，更接近于工业生产实际。(2)通过对RFCC汽油脱臭精制中铜片腐蚀原因进行探讨，率先证明RFCC汽油铜片腐蚀原因是由元素硫和性质类似元素硫的多硫化物引起，由此为解决RFCC汽油铜片腐蚀问题奠定了基础。首先阐明不同的脱臭工艺对脱臭后RFCC汽油铜片腐蚀性具有影响。(3)通过对脱臭后汽油博士试验不合格的原因分析，得出很微量的高级硫醇的存在是导致博士试验不合格的原因，从而提供了解决这一问题的理论基础。(4)在上述理论研究成果的指导下，开发出两项工业应用新技术：①RFCC汽油MCSP脱臭新工艺，该工艺无废碱液排放，具有重要的环保意义，同时大大降低生产成本，每年节约投资约100万元。该工艺已建立了十套60万吨/年以上的RFCC汽油脱臭装置，正在全国推广。②RFCC汽油铜片腐蚀抑制剂(第一、第二代产品)该技术已工业化应用，解决了RFCC汽油铜片腐蚀问题，取得了巨大的经济效益。该项目理论研究成果不仅在国内外重要刊物和会议上发表论文近30篇，而且已用于指导工业生产，取得显著经济效益。创新点：(1)对RFCC汽油中硫醇结构组成的研究，筛选出一种高效富集硫醇的化学萃取溶剂体系；首次阐明了化学萃取方法分离油品中硫醇的基本规则；推导出了计算硫醇回收效率的理论方程。所得RFCC汽油中硫醇结构组成信息，为RFCC汽油脱臭工艺发展指明了方向。(2)混合硫醇催化共氧化反应动力学及机理研究，首次揭示了不同硫醇分子间的相互作用规律；建立了混合硫醇催化共氧化反应机理和动力学模型，更接近生产实际。研究成果丰富和发展了轻质油品脱臭精制的基础理论。(3)率先阐明了RFCC汽油铜片腐蚀和脱臭油博士试验不合格的原因；并首次发现元素硫与其他硫化物共存时铜片腐蚀呈多彩色现象，正确解释了RFCC汽油铜片腐蚀原因；证明了不同脱臭工艺对脱臭油铜片腐蚀性的影响。(4)在理论研究成果指导下，开发出两项工业应用新技术。工业应用后，取得了近1亿元的经济效益和很好的社会效益。可以预见，随着时间的推移，该项目成果在国内外相关领域的影响将越来越大。