载铜有序介孔碳硅复合材料的制备及其对燃油吸附脱硫性能的研究(3)
1.2 燃油脱硫技术概况
由于环境问题的日益突出，大气污染的严峻性等因素使得各国降低燃油硫含量的标准，因此研究高效节能的脱硫方法已成为一种必然趋势。加氢脱硫[4]（HDS）要求高温(320 °C-380 °C)高压（3Mpa-7Mpa），需消耗大量的H2，操作条件比较苛刻繁琐。HDS采用Co-Mo/Al2O3和Ni–Mo/Al2O3Ni–W/Al2O3催化剂，在界面发生催化反应，由于燃油中的硫大部分以烷基苯并噻吩的形式存在，因为空间位阻效应的存在导致脱除稠环噻吩类含硫化合物及其衍生物较为不易。作为另一种脱硫技术，非加氢脱硫技术主要有吸附脱硫、生物脱硫及膜分离技术等。虽然各类非加氢脱硫技术的发展因其都有各自的缺点而受到限制，但是非加氢脱硫技术比起加氢脱硫技术更好的应用前景 [5]。
开发高效的吸附分离材料是吸附脱硫技术的发展的重要趋势， 制备得到这种吸附剂不仅对硫化物选择性吸附强，而且吸附容量高， 同时多次再生后吸附容量仍较好的吸附剂材料。加氢脱硫、生物脱硫、催化氧化脱硫等方法的发展都因其各自的缺点而受到限制，而吸附脱硫作为新兴的脱硫技术，因其投资和操作费用低、脱硫效率高、能在缓和条件下生产硫含量在50μg/g以下的低硫车用燃料油的特点而逐渐备受关注[6]。 这一吸附剂具有高效，选择性强，可循环再生，环保等优点完全符合未来发展的需要。然而世上没有什么东西是完美的。燃油吸附脱硫也有不足之处，吸附脱硫需要注意以下三个问题[7]：（1）从降低工艺能耗扩大其使用范围角度出发，使脱硫吸附剂在常低温及高温脱硫时充分发挥性能，并在简化工艺流程的同时， 提高脱硫吸附剂脱除有机硫的性能。（2）在燃料油吸附脱硫中使脱硫吸附剂解决硫容量较低等问题，本着高效的原则尽快实现燃油脱硫的工业化。（3）加强对吸附脱硫机理的研究，这些研究包括助剂添加理论和吸附剂再生机理，这些研究可推动吸附脱硫材料的选择，不断提高利用水平，从而改进脱硫吸附剂的性能。
吸附脱硫[8]根据作用的机理不同分为：反应吸附脱硫、物理吸附脱硫和选择性吸附脱硫三种。反应吸附脱硫则是通过吸附剂与有机硫之间的化学反应，从而把硫转化为硫化物固定在吸附剂上，达到脱硫目的。物理吸附脱硫将含硫化合物吸附在吸附剂的表面或内部，吸附剂可通过脱附剂清洗或吹扫进行循环再生。选择性吸附脱硫是附载在多孔材料的改性金属离子在低温或常温下，选择性地使硫原子从金属原子上脱除而获得不含硫的芳烃的过程[9]。
近年来随着燃油脱硫技术的发展，一些石油跨国集团公司如ExxonMobil、Phillips等非常重视汽油吸附脱硫工艺，开发了一系列的吸附剂和多个相关技术，比较突出的工艺如IRVAD工艺、S— Zorb工艺等，国内成熟的工艺则有洛阳工程公司开发的LADS工艺，这无疑证明着无论是国内还是国外都对吸附脱硫这一发展前景良好的技术都给与了足够的重视。
（1） IRVAD工艺
由Black & Veath Pritchard与Inc Alcon工业化学品公司相互联合开发的IRVAD吸附脱硫技术[10-11]，使用的是氧化铝基小球选择性固体吸附剂，催化汽油或焦化汽油由塔底通过装有脱硫吸附剂的吸附塔，吸附塔内装有多层的分子筛板，筛板上装有吸吸剂，当准备的汽油进入吸附塔后，各层吸附剂硫化，硫化将带出的吸附剂由管线送入下一床层，经过吸附脱硫的汽油将由塔顶排出，待再生吸附剂经由塔底排出，经过热气流对用过的吸附剂再生后返回塔顶吸附剂床层。在吸附过程中，吸附剂在移动床中则与液体烃类逆流接触，用过的吸附剂可逆向与再生热气流发生反应，从而得以再生。再生热气体为氢气、氮气、甲烷、乙烷、丙烷、等或它们的混合气体。