炭气凝胶载金属镍催化制备及脱硫性能研究(5)
1.5.1 石油中的含硫物质
石油是一种可燃性油状液体，是由各种烃类组成的复杂混合物。石油与现代人类的生活密切相关，衣食住行皆有石油产品为伴。石油的主要元素组成是碳和氢，二者合计约占96~99%，其余1~4%则是硫、氮、氧及微量金属元素。
作为石油能源和非能源（石油）产品，如沥青、石油化工产品等，主要使用的是其中的烃类物质，但对炼油工艺、产品性能和对自然环境造成不良影响的，则主要是石油中仅占百分之几的少量非烃组分所引起的。在石油的非烃元素组成中，硫含量最高、其影响也最大。石油中的硫化合物是炼油工业的大敌，人们对它的研究也较充分，对它的认识也远比其它非烃组分深刻。世界各地的原油，尽管其形成年代不同，性质上也有差异，但它们的共同特点是都含硫化合物。到目前为止，还没有发现不含硫的原油，这就充分说明硫是原油的固有组成元素之一。
油中的含硫化合物按性质划分时，可分为两大类：活性硫化物和非活性硫化物。在活性硫化物中有主要包括元素硫、硫化氢和硫醇等，它们的共同特点是对炼油设备有较强的腐蚀作用，此外，硫醇含有令人厌恶的臭。而其它硫化合物，如硫醚、噻吩等对炼油设备则无腐蚀作用，故这类硫化合物被称作非活性硫化物。但是，在讨论石油中的硫化合物时，多采用分子结构中特征官能团分类法。石油中的硫含量，除元素硫和硫化氢之外，其余均以有机硫化物的形式存在于原油和石油产品。目前，在原油中已经确认的有机硫化合物主要有以下几类，硫醇类、硫醚类、环状硫醚类、二硫化物、噻吩及其同系物、苯并噻吩和二苯并噻吩类等。
1.5.2 含硫化合物的危害及其对环境造成的影响
原油经过炼油厂加工之后，大部分硫仍残留在石油产品中。石油产品中的硫不仅影响其本身的性能，还会影响使用石油产品的机械，并造成环境污染。石油中硫化物的危害主要表现在以下几个方面：
1）对汽油辛烷值的影响。汽油中含有多种硫化合物，对汽油辛烷值的影响表现在使其感铅性降低方面。在各种硫化合物中，以硫醇和二硫醚的影响最大，它们使汽油对四乙基铅的感受性下降最多，其次是硫醚，噻吩的影响最小。由于铅有剧毒，目前汽油中已普遍采用甲基叔丁基醚等替代品取代铅作为抗暴剂，硫对汽油辛烷值的影响有所降低。
2）对炼油厂设备的腐蚀。在某个时期，石油中的硫甚至成了炼油工业发展的主要障碍，然而在冲破障碍之后又会导致炼油技术的进步。例如，自50年代末至60年代初，由于炼制含硫或高硫原油而造成的设备腐蚀，使美日等国的炼油厂频繁停工、事故迭起，损失惨重。后来发展了“一脱四注”工艺（脱盐、注碱、注中和剂、注缓蚀剂、注水），并在关键部位更多地使用耐腐蚀合金钢，后才使上述问题得到基本解决。
3）对发动机的腐蚀。液体燃料中所含的硫，在燃烧时转化为SO3，大部分散入大气中，一部分变成SO3，与水反应生成硫酸，并在燃烧室内凝缩而引起腐蚀和磨耗。炼油厂在加工过程中，造成大气污染的物质很多，但以硫的污染最为严重。大量污染物是由于原油中的硫化合物的分解氧化而形成的。同时燃料油在燃烧过程中也会产生大量硫的氧化物，主要是二氧化硫，而二氧化硫是形成酸雨的重要原因。同时二氧化硫具有强烈的辛吹冰刺激性臭，它刺激喉头，引起咳嗽，使人感觉胸部有压迫感。
4）对大气环境的污染。一个年加工原油能力为250万吨的炼油厂，每年排出的各种废气总量多达数百万立方米，造成大气的严重污染。目前，世界上每天的石油开采量是相当惊人的，含硫气体的排放也越来越大。近年来，保护炼油厂及其周围环境的大气质量，已成为社会关心的重要问题。
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