燃油脱硫用载铜锌双金属活性炭的制备与性能研究(3)
1.1.2 硫化物的危害
含硫化合物在燃油中的含量虽然很低，但其破坏作用却很大，主要表现在：
(1)在燃油的加工过程中造成对设备的腐蚀，加速设备的老化，增加发生生产事故的可能性。
(2)在燃油的使用过程中导致汽车尾气转化器催化剂中毒、失效，大大增加NOx ,HC的排放量，使汽车尾气排放状况更加恶化。有关研究表明燃油中的硫含量若从50ug•g-1增加到450ug•g-1，则汽车尾气中的HC的排放量增加18%，CO增加19%，NOX增加9%。要减少汽车尾气中NOX等有害物质的排放量，关键是要降低燃油中的含硫量。
(3)燃油中的硫和硫化合物在燃烧后会生成硫氧化物(SOX)，其中最主要的是二氧化硫(SO2)，SO2是我国大气环境主要的污染源之一，是形成酸雨的直接原因。车用燃料中的硫对大气造成的污染，尤其是在大城市中，已成为最主要的原因，越来越频繁的酸雨严重危害到了建筑物、土壤和人类自身。
1.1.3 燃油脱硫的意义
众所周知进入二十一世纪，环境保护成为了当今世界的一大主题，各个国家都在节能减排，治理环境，发展低碳经济。我国近几年来雾霾日趋严重，甚至有时席卷大半个中国，污染问题亟待决绝。而车辆尾气污染就是其中之一。经济的迅速发展使汽车工业飞速发展，燃油使用量迅速增加。目前为了减少车辆尾气对大气的污染，各个国家都要求不断降低车用汽油和柴油中硫和芳烃的含量，这使得世界炼油业面临生产更清洁汽油和柴油的严峻考验。这就意着炼油厂必须采用更加苛刻的加氢过程比如增加反应器体积，提高反应的压力和温度，然而这会大大增加炼油厂的成本。我国目前的柴油硫含量标准还比较高，而考虑到超低硫柴油将成为未来发展的一种趋势，因此研究适于柴油深度脱硫的催化剂和技术是目前我国炼油行业急需面对的问题。开发新型高效的加氢脱硫催化剂就成为了解决这一难题的最为有效和最为经济的方法。
1.2 燃油脱硫方法
1.2.1 吸附脱硫法
吸附脱硫技术是用脱硫吸附剂脱除燃油中的含硫化合物,其中分子筛、氧化物、活性炭等可作为较好的吸附剂。吸附脱硫的机理主要是吸附剂分子和含硫化合物之间形成化学、络合或者是范德华力作用力从而使硫化物吸附在吸附剂表面的活性分子上然后达到将硫化物从油品中脱除的目的,脱硫后吸附剂再通过再生的方法将含硫物质脱除以重复使用。根据油品中的硫化物与吸附剂分子之间的作用力类型的不同可以将吸附脱硫技术分为物理吸附脱硫、选择性吸附和反应吸附脱硫三类。
1 物理吸附脱硫技术
物理吸附脱硫主要是通过硫化物与吸附剂表面的活性组分产生物理吸附的相互作用而将其加以脱除的技术。物理吸附脱硫中使用频率较高的附剂有活性炭、硅胶、沸石、氧化铝、介孔材料等。物理吸附技术能在常温常压的条件下进行,失活后的脱硫吸附剂再生方法比较简单,因此该技术具有商业应用的前景。但是该技术对硫化物的脱除选择性很差,且吸附剂的硫容很低,很难生产出硫含量很低的精制油,因此在汽油精制方面难以被推广使用。
2 反应吸附脱硫技术
与物理吸附原理不同,反应吸附脱硫(RADS)是借助于硫原子和吸附剂表面的活性金属元素之间强烈的化学作用,而将硫化物脱除的新型脱硫技术。反应吸附脱硫技术虽然要求氢气的参与,但是一该技术与传统的加氢脱硫的脱硫原理是完全不同的。反应吸附脱硫过程中使用的氢气的主要作用死通过饱和曝吩类化合物上的化学键,以弱化C-S键,C-S键断裂之后,吸附剂表面的活性金属元素与硫原子之间发生强烈的吸附作用,把硫原子分离出来并吸附到吸附剂上,剩余的烃类部分被释放出来返回到汽油主体中,从而达到脱硫的目的。反应吸附脱硫技术要求的反应条件是高温,只有在高温条件下,吸附剂才能表现出较好的吸附性能,一般的操作温度大概在70~500℃的范围内,甚至更高;另外,反应吸附过程中,含硫化合物与吸附剂表面上的金属作用转化为金属硫化物,因为这种强的相互作用使得脱硫吸附剂表面很难发生脱附从而很难再生。如想要化学吸附在脱硫工业将会有广泛的应用前景,必须想方设法延长吸附剂的使用寿命。
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