【毕业设计】柴油吸附脱氮的技术研究

如果重油催化裂化柴油经碱洗后再用此溶剂精制，精制后油的安定性比单独碱洗或用质量分数硫酸甲醇精制的效果明显。

王军民等人用含硫极性溶剂和含氢键化合物组成的萃取剂，可根据催化柴油含氮量，采用级逆流萃取工艺进行精制，精制柴油总氮脱除率左右，硫的脱除率为左右，起到了脱氮保硫的作用。

因而大幅度地提高了催化裂化柴油的氧化安定性，油品收率不低于。

张科良等应用正交实验设计方法筛选出烃复合溶剂精制催化裂化柴油，总氮脱除率，柴油收率，溶剂可回收，残液可制成高附加值的精细化学品，无污染物排放。

糠醛也有较好的选择性，可有效脱除油中的胶质含氮化合物含硫化合物，但其溶解能力低。

杨丽娜等以纯糠醛为溶剂脱除催化裂化柴油中的碱性氮化物，发现剂油比和抽提级数对脱氮效果影响显著，相同溶剂用量情况下，多级溶剂抽提较简单抽提的效果要好，碱氮脱除率可达到。

此工艺大规模工业化生产效果也较好。

南阳石蜡精细化工厂柴油精制装置采用清华大学溶剂萃取脱氮精制催化柴油专利技术，精制后柴油的安定性和色度均可以达到新标准要求。

加工成本远远低于加氢精制的费用，操作易于掌握，技术简便易行，具有很好的工业应用前景。

中原石化总厂对旧碱洗系统加以改造，建成投产了柴油非加氢精制装置，所用的稳定剂是石油大学华东的专利技术，利用萃取原理，将柴油中的杂质萃取出来。

经过萃取分离，使柴油中的杂质组分大量减少，从而提高柴油的质量，而且剂油比范围较宽，可满足不同牌号柴油的精制要求。

溶剂精制可以脱除氮化物胶质多环芳烃和含氧含硫等极性化合物，但般溶剂的选择性较差，在脱除上述化合物的同时，很多烃类也被脱除，并且随精制程度的提高，精制油收率明显降低，而氮化物含量趋于平衡。

因此该方法适用于粗原料的精制，不适用于油品质量的进步提高。

配合法脱氮配合法脱氮工艺是基于酸碱理论。

柴油中的含氮化合物中的氮原子具有孤对电子，是电子给予体，为碱，它能与质子或其它酸结合，形成配合物。

此工艺就是利用了这特点，达到使氮化物从柴油中脱除的目的。

配合脱氮剂通常由配合剂助溶剂和稀释剂组成，配合剂具有相应的官能团，可与待分离的组分络合。

研究人员常选用些过渡金属化合物作为配合剂，利用金属原子核外电子发布的轨道或空轨道与含孤对电子的氮原子形成配合物。

金属卤化物作为油品脱氮配合剂的研究很多，等的卤化物均可用作脱氮的配合剂。

助溶剂应选用配合剂的良好溶剂，在反应过程中，它可促进配合物的生成和相间转移。

稀释剂用于调节脱氮剂的粘度密度及界面张力等，使分离易于进行。

配合精制工艺已经有几十年的历史。

早在年，就用含或盐的丙酮甲醇或乙醇溶液脱除石油馏分中的氮化物，脱氮率高达。

孙学文等人研究了加入种络合剂对催化柴油中碱氮含量的影响，发现柴油中的碱氮含量随着络合剂加入量的增加而降低，当络合剂质量分数为时，柴油中的碱氮含量达到最低值。

用此方法处理重催原料，可以有效脱除催化柴油中的碱性氮化物，同时可以降低柴油中的烯烃含量，从而改善催化柴油的氧化安定性，且络合剂不影响柴油的酸值。

魏毅等人自行研制了保硫脱氮剂，该脱氮剂为含有过渡金属的酸性化合物。

由于该化合物的过渡金属核外有空的轨道且离子半径小，有利于与含有孤对电子的碱性氯化物形成配位化合物。

利用生成物与试油的比重差使生成物富集，达到脱去碱性氯化物的目的。

将该脱氮剂与质量分数的醋酸水溶液搭配，在剂油质量比∶的条件下处理柴油，鞍山直馏柴油碱性氮脱除率为鞍山催化柴油碱性氮脱除率为，取得了满意的效果。

丛玉凤等人采用自行研制的化学精制剂和络合捕集剂对两种焦化柴油进行精制。

结果表明，在剂油质量比为∶时，焦化柴油色度降低，两种焦化柴油氧化安定性总不溶物从和降低到和，柴油收率在以上。

精制后的焦化柴油，直馏柴油和催化裂化柴油按体积比∶∶调和后，各项指标均达到轻柴油国家标准要求，且调和油的储存安定性较好。

该方法精制工艺简单投资少成本低，是缓解目前无加氢能力的炼厂精制焦化柴油的良好途径。

严家保等人用自行开发的无机酸性配合脱氮剂精制催化裂化柴油，当剂油质量比为∶，反应时间为，反应温度时，碱性氮化物的脱除率高达。

配合精制工艺大都用高价金属离子与有机溶剂组成的复合溶剂为脱氮剂对油品进行精制，该工艺所得精制油的含氮量有所降低，但脱氮剂所含金属离子的盐使用起来不方便，并且有机溶剂对油品中烃类的溶解，降低了精制油的收率，这两个问题需要解决。

吸附精制吸附精制般用比表面积大的极性物质，利用吸附原理对油品进行精制，改善油品质量。

常用的吸附剂如白土分子筛硅胶氧化铝硅藻土等。

吸附精制工艺分混和接触工艺和渗滤吸附工艺两种。

混和接触工艺是油是最早得到工业化应用的项脱硫技术。

硅胶硅胶是由多聚硅酸经分子间脱水而形成的种多孔性物质，其表面的羟基具有定程度的极性，故而硅胶优先吸附极性分子及不饱和的碳氢化合物。

此外，硅胶对芳烃的键有很强的选择性及很强的吸水性，因此，硅胶主要用于脱水及石油组分的分离。

合成沸石分子筛分子筛因是种笼形孔洞骨架的晶体，经脱水后空间十分丰富，具有很大的内表面积，可以吸附相当数量的吸附质，同时内晶表面高度极化，晶穴内部有强大的静电场起着作用，微孔分布单均匀，并具有普通分子般大小，宜于吸附分离不同物质的分子。

分子筛吸附的显著特征之，就是它具有选择吸附性能。

吸附剂的性能要求工业用的吸附剂应满足以下要求有足够大的比表面积以增强吸附效果较高的强度和耐磨性，否则会产生破碎粉化现象，除破坏吸附床层的均匀性，使分离效果下降外，生成的粉末还会堵赛管道和阀门，将使整个分离装置的生产能力大幅度下降颗粒大小均匀，这样可使流体通过床层时分布均匀，避免产生流体的反混现象，提高分离效果具有定的吸附分离能力具有定的商业规模及合理的价格国内外柴油吸附脱氮技术现状催化裂化柴油中碱性氮化物的脱除我国催化裂化二次加工柴油馏分中碱性氮化物的含量较高，因此产品柴油的氧化安定性较差，并且由于碱性氮化物会中和催化剂上的酸性，可使催化剂上的活性中心减少，造成催化剂失活。

武汉石油化工厂自行开发的脱氮剂对催化裂化柴油进行脱氮研究，取得了显著效果。

采用武汉石油化工厂的催化裂化柴油，加人适量的脱氮剂，置于磁力搅拌仪上搅拌反应定时间，静置，取适量油样用高氯酸冰醋酸非水滴定法分析其碱性氮化物含量。

实验结果表明，脱氮剂对催化裂化柴油中碱性氮的脱除率与原料油的质量比反应时间反应温度有关。

增大脱氮剂与原料油的质量比延长反应时间提高反应温度，均可提高催化裂化柴油中碱性氮的脱除率。

当剂油质量比为反应时间为反应温度为时，碱氮的脱除率高达。

脱氮促脱硫生产超低硫柴油新工艺韩国公司开发了加氢脱硫预处理新技术，为炼油厂生产小于超低硫柴油提供了有效的途径。

与常规改造途径相比，该工艺的投资和操作费用均较低。

常规加氢脱硫装置进料中含氮的天然极性化合物，这些天然极性物质严重抑制了位阻二苯并噻吩，如，二甲基二苯并噻吩的加氢脱硫反应。

据称，该技术通过脱除柴油加氢脱硫进料中含氮的天然极性化合物，可大大改进加氢脱硫效率。

该吸附工艺已在公司蔚山炼油厂万年半工业规模验证装置上得以验证。

公司和格雷斯戴维逊公司联合开发了专利的吸附剂，可以脱除柴油馏分原料中的含氮天然极性化合物。

公司验证试验了三种进料直馏瓦斯油焦化瓦斯油催化轻循环油焦化瓦斯油和直馏瓦斯油的混合油。

试验结果表明，对于脱除含氮极性化合物的进料，加氢脱硫所需反应温度要比未脱除含氮极性化合物的进料约低。

对于进料，生产含硫的柴油时，对预处理的操作工况，空速为，而对未处理的操作工况，空速为生产含硫的柴油时，对于预处理的操作工况，空速为，而对于未处理的操作工况，空速为。

对于进料，对预处理的操作工况，生产含硫的柴油时，空速为，无需增加催化剂而生产含硫的柴油时，可增设台同体积的反应器。

该加氢脱硫预处理技术工艺流程简单，由台平行的直立式容器组成两个吸附床层切换用脱附溶剂循环系统，两个汽提塔及相应机泵。

柴油进料进入吸附器，后置汽提塔以除去少量脱附溶剂。

含氮的天然极性化合物被吸附在吸附器内，在脱附循环中，被吸附的含氮天然极性化合物从切换出的吸附剂床层中除去，并在第二汽提塔汽提，脱附溶剂在过程中循环。

经预处理的柴油在下游加氢脱硫装置进步加工。

对于轻瓦斯油处理工况，排出的含氮天然极性化合物约为，可调合炼油厂燃料油或调入船用柴油。

该预处理设施的投资，以年第季度美国墨西哥湾地区费用为基准，对于处理能力为万万年的设施，单位投资为美元。

吸附剂费用小于美元进料。

采用该预处理设施后，可使加氢脱硫的氢耗比采用常规技术改造少，对现有装置很少或无需改造，并可延长加氢脱硫催化剂寿命。

工艺该工艺由美国宾夕法尼亚大学能源和地理环境工程学院的，所研究开发。

该工艺是为了选择性地脱硫而进行的选择性吸附。

主要优点该工艺可在常温常压下进行而不必使用氢气，并且吸附剂可以通过溶剂洗涤或空气氧化的方法再生。

在这项研究中，所用原料为模型燃料，它由含氮量为的喹啉和含氮量为的吲哚组成。

实验在个间歇式反应器中进行。

反应器内装有分子筛吸附剂，它是将或分子筛进行离子交换制成的金属离子交换分子筛。

实验过程中燃料油与吸附剂的质量比为，并在常温下混合搅拌。

然后用系列氮分析仪进行吸附量和选择性的定量分析。

结果表明对于提高中间馏分油的深度加氢脱硫活性而言，分子筛是种很有前景的脱氮剂。

运输燃料常温常压下脱氮密歇根大学化学工程学院的和通过实验研究发现，使用种分子筛吸附剂能够在常温常压下有效地吸附含氮分子。

这种吸附剂是通过键络合作用来吸附有机含氮化合物的。

实验在常温常压下在个装有分子筛的固定床吸附装置上进行。

分子筛通过分子筛与进行离子交换而制得。

吸附床层含有分子筛，柴油原料流速保持在。

每隔定时间取样直到吸附剂床层达到饱和。

然后样品用气相色谱进行分析。

结果表明，在吸附容量为柴油吸附剂的情况下，这种吸附剂能将含氮量为的柴油燃料脱除至含氮量在以下。

据报道，这种吸附剂已经应用于运输燃料的脱硫了。

发展前景柴油非加氢脱氮技术在我国仍广泛应用并不断发展，主要是因为方面，我国原油的含氮量相对较高，炼厂二次加工装置的进料和产品的氮含量也较高，为满足装置进料要求和产品质量要求，对石油及其产品中的含氮