Szorb催化汽油吸附脫硫裝置簡介

1、S-Zorb催化汽油吸附脫硫裝置工藝技術(shù)簡介蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院曹海鋒S-Zorb是由ConocoPhillips（COP）公司開發(fā)的，主要用于催化汽油的脫硫。S-Zorb催化汽油吸附脫硫裝置工藝技術(shù)，能以較低的辛烷值損耗生產(chǎn)在10ppm以下的低硫汽油，一般加氫難以脫去的噻吩類硫，該工藝較易脫除。該技術(shù)從吸附劑的開發(fā)至今約10年。1998年COP開始研制S-Zorb吸附劑，同期開始研究S-Zorb工藝技術(shù)，1999年吸附劑實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，并建成中試實(shí)驗(yàn)裝置，2001年4月Borger煉油廠工業(yè)示范裝置開工。2007年中國石化公司整體收購了S-Zorb工藝技術(shù)，對該專利技術(shù)具有完全擁有權(quán)。目前在全球

2、采用該技術(shù)已經(jīng)建成投產(chǎn)共14套裝置，其中美國6套，中國石化8套。S-Zorb技術(shù)基于吸附作用原理對汽油進(jìn)行脫硫，通過吸附劑選擇性地吸附汽油中硫醇、二硫化物、硫醚和噻吩類等含硫化合物的硫原子而達(dá)到脫硫的目的，然后對吸附劑再生，使其變?yōu)槎趸蜻M(jìn)入再生煙氣中,煙氣再去硫磺或堿洗。在S-Zorb過程中有六步主要的化學(xué)反應(yīng)：（1）硫的吸附（2）烯烴加氫（3）烯烴加氫異構(gòu)化（4）吸附劑氧化（5）吸附劑還原（6）尾氣中和。前三個(gè)反應(yīng)在反應(yīng)器中進(jìn)行，第四個(gè)反應(yīng)在再生器內(nèi)進(jìn)行，第五個(gè)反應(yīng)在還原器內(nèi)進(jìn)行（1）硫的吸附吸附劑有鎳及氧化鋅兩種成分在脫硫過程中先后發(fā)揮作用，氧化鋅與硫原子的結(jié)合能力大于鎳。因此，鎳將汽

3、油中的硫原子“拽”出來后，硫原子即與氧化鋅發(fā)生反應(yīng)，生成硫化鋅。自由的鎳原子再從汽油中吸附出其它硫原子。反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生的脫硫反應(yīng)主要機(jī)理如下:-1- -RS+Ni+H2R-2H+NiS+H20NiS+ZnO+H2Ni+H2O+ZnS該反應(yīng)需在氣態(tài)氫存在的條件下進(jìn)行。發(fā)生在再生器內(nèi)的氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)可以脫除吸附劑上的硫，同時(shí)使吸附劑上的鎳和鋅轉(zhuǎn)變成氧化物的形式。氧化反應(yīng)也可以稱為燃燒，這類似于FCC再生器內(nèi)所發(fā)生的過程。吸附劑的氧化過程中共有以下六種反應(yīng)，第一和第二種中涉及了硫和鋅的氧化反應(yīng)，第三、第四、第五種里涉及了碳和氫的氧化反應(yīng)，第六種里涉及了鎳的氧化反應(yīng)。以下六種反應(yīng)均為放熱反應(yīng)：ZnS(

4、s)+1.5O2ZnO(s)+SO23ZnS(s)+5.502Zn0(S04)2(s)+S02C+02C02C+0.5O2COH2+0.502H20Ni(s)+0.502NiO(s)再生煙氣中主要是SO2和C02以及少量的水蒸氣,另外還有少許CO。吸附劑的還原反應(yīng)還原反應(yīng)主要發(fā)生在還原反應(yīng)器內(nèi)，其目的是使氧化了的吸附劑回到還原狀態(tài)以保持其活性，所謂“還原”就是使金屬化合物中的金屬回到單質(zhì)狀態(tài)，鎳的還原反應(yīng)如下：NiO(s)+H2Ni(s)+H2O除了鎳的還原反應(yīng)外，還有鋅的硫氧化物(再生器中第二步反應(yīng)所產(chǎn)生的含鋅化合物)在還原器內(nèi)的轉(zhuǎn)變，生成水、氧化鋅和硫化鋅Zn3O(SO4)2+8H22ZnS(s)+ZnO(s)+8H2O這些反應(yīng)都是吸熱反應(yīng)，因此還原反應(yīng)器內(nèi)溫升很小。S-Zorb工藝流程示意如下圖。S-Zorb催化汽油吸附脫硫裝置工藝特點(diǎn)如下反應(yīng)器為流化床吸附脫硫反應(yīng)，反應(yīng)物料自反應(yīng)器下部進(jìn)入，采用循環(huán)氫或一次通過。吸附劑連續(xù)再生，再生器為流化床氧化反應(yīng)，再生空氣一次通過。反應(yīng)部分為高壓臨氫環(huán)境，再生部分為低壓含氧環(huán)境，閉鎖料斗步序控制實(shí)現(xiàn)氫氧環(huán)境的隔離和吸附劑的輸送。再生部分設(shè)置內(nèi)取熱系統(tǒng)，用于降低再生器和再生器接收器內(nèi)部的溫度。再生器內(nèi)通過旋風(fēng)分離器+頂部精密過濾器實(shí)現(xiàn)氣固分離；反應(yīng)- -器、閉鎖料斗、吸附劑儲(chǔ)罐等設(shè)備也設(shè)置