郭启纯

（安徽实华工程技术股份有限公司，安徽合肥 230091）

在过去一段时间里，频繁出现的雾霾等问题困扰着许多居民，汽车尾气的大量排放堪称罪魁祸首，为此，国家采取了一系列措施控制污染源头，其中十分重要的一项就是对汽油中有害物质的含量进行限制，制定新的标准。另外，随着我国石油资源开采的深入推进，许多优质油田已经出现减产，且新开采的原油含硫量较高，为此，石化工业必须在现有基础上提升技术，采用FCC汽油加氢脱硫工艺，减轻污染，为我国居民提供清洁能源。

1 FCC汽油加氢脱硫工艺技术简介

FCC汽油，即催化裂化汽油，以石油为原料，经多重工艺炼制而成，是世界范围内使用最广泛、需求量最大的轻质石油产品，也是汽车普遍使用的燃料。石油的化学本质乃是不饱和烃类物质，也就是其中含有双键或者三键、并非所有的非氢原子上都能够连接最大数量的氢原子，随着我国对石油资源的开采，许多石油矿的产品质量出现不同程度的下降，如今开采出的石油原油碳氢比例较高，国际公认的衡量石油品质的重要标准就是其碳氢比例，原油的碳氢比例高，就意味着其燃烧热降低，品质较差，需要经过一系列处理才能够投入市场。FCC汽油加氢脱硫技术能够增加大分子中氢原子的数量，并利用置换反应等去除其中的硫元素，有效地降低碳氢比例，并降低汽油燃烧对环境的污染，从而提升汽油品质。此外，在碳原子数相等的情况下，燃烧相同物质的量的不饱和烃类所释放的热量远远比燃烧饱和烃类的热量要少，而且不饱和烃类化学性质活泼，容易被氧化，而饱和烃则较为稳定，常温下不会自发与氧气反应，便于储存和运输，因此饱和烃类的经济价值远高于不饱和烃。而将原油中不饱和烃类变为饱和的过程就是加氢的过程，根据熵增原理，在一个相对独立的反应系统中，分子热运动会向无序方向发展，因此加氢反应并不能在一般条件下自发进行，且时常出现可逆反应，需要调整温度、压强，给予适当的反应条件，并采用催化剂来催化反应进行。

2 加氢脱硫技术

2.1 加氢裂化技术

FCC汽油炼制过程中，会产生副产品，例如焦炭，其具备可燃性，但是具有致癌作用，若长期接触，有较大概率罹患癌症，因此在FCC汽油的生产过程中要尽量避免焦炭的产生。加氢裂化技术是对原有的石油裂化技术进行改进与优化后得到的新技术，改变反应条件，在富含氢的环境下进行原油裂化，就能够促使双键、三键与氢发生反应，增加烃类物质的饱和度，从而抑制生成焦炭的反应的进行，提高反应效率，并减少工作人员致癌风险。

2.2 OCT-M/OCT-MD技术

过去我国所使用的FCC汽油中含有一定量的硫元素，私家车的普及使得FCC汽油的使用量逐年提升，其燃烧释放了大量二氧化硫、三氧化硫等物质，导致大气污染和酸雨现象日趋严重。当空气中含有二氧化硫和三氧化硫时，它们溶于水后就会形成亚硫酸、硫酸，导致雨水的pH大大降低，酸性提升，造成严重危害。为缓解酸雨问题，满足我国环保工程需求，同时不影响人们对FCC汽油的使用，我国自主研发了OCT-M工艺，并在改进和提升后实现了工业化应用。其原理是先对原油轻重组分进行切割，并对不同种类和性质的硫元素分别进行去除，轻油组分的硫含量较低，而烯烃含量高，因此可以直接用碱性物质清洗，除去硫元素；重油中含硫量高，因此需利用FGH-20/FGH-11催化剂进行深度处理。该反应所需的条件为：温度为240～300℃，压强维持在1.6～3.2MPa，空速保持3～5/h。采用这种技术能够除去大约82%～95%的硫元素，能够使15%～25%的烯烃完全饱和，液收率高达98%左右，高效便捷，能够大大减少石油中硫的含量，并且使汽油中含硫有机物燃烧所产生的含硫化合物以非气体的形式出现，从而减少大气中含硫化合物的量，减少酸雨的产生。

2.3 RSDS技术

RSDS技术也是目前常使用的FCC汽油加氢脱硫技术之一，它也要求根据原油的特性按照轻重组分对其进行分类，在80～100℃左右进行馏分切割，并对轻油进行碱洗，除去其中的硫醇，重组分则采取加氢脱硫，并在反应完成后将其与轻组分混合，得到最终的FCC汽油产品。在此技术的技术上，技术人员增添了一些工艺流程，并进行改进，最终研发了RSDS-II技术，更换了催化剂种类，并在轻油脱硫环节增加反抽提设备，利用溶剂对废弃物质进行提取，从而减少产物中废碱液的含量，此外，还增设溶剂缓冲罐、循环泵等一系列设备和工艺流程，提高脱硫效率。

2.4 非加氢的脱硫技术

结构简单的有机硫化合物和无机硫都能够通过加氢技术来去除，但稠环噻吩类硫化物及其衍生物中的硫元素不能简单地采用加氢技术进行去除，另外，加氢脱硫技术要求具备较高的条件，生产成本高，因此需要采用非加氢脱硫技术来对硫元素进行去除。常用的有吸附脱硫技术，能够利用吸附性物质将特定的含硫化合物进行去除，该过程不需要较高的反应温度，能够在55摄氏度条件下顺利进行，原油中的烯烃物质并不会发生加氢反应，因此汽油产品中辛烷含量较高，油品较高。氧化脱硫也是常见的高分子硫化物脱硫方法之一，它主要利用过氧化氢对硫元素进行氧化，从而达到脱硫效果。另外，采用物理方法如萃取、生物方法如微生物脱硫，也能起到较好的效果，尤其是微生物脱硫，能够大大降低生产成本，且不对环境造成污染。

3 注意事项

3.1 催化剂的选择

3.1.1 选择性催化剂

石油裂解所得烃类物质是制造FCC汽油的重要原料，但还不是成品，需要进行一系列反应才能得到最终产品，首先将其中的双烯烃、炔烃等物质除去，而该除杂过程的催化剂主要成分为钴、镍等金属，并需要以氧化铝为载体，它们被称为选择性催化剂，在FCC汽油的精制过程中也要用到选择性催化剂。

3.1.2 非选择性催化剂

将不饱和烃类转化为饱和烃类的过程要用到非选择性催化剂，它能够进行深度加氢过程，使有机物中的双键和三键完全反应，所用催化剂种类根据反应物的变化而改变。

3.2 催化剂的使用

3.2.1 预硫化

在加氢脱硫过程中所用催化剂的活性成分并非金属单质，而是金属硫化物，这是由于金属硫化物能够在反应时保持活性，并且不会与硫反应，具有较高的稳定性，能够满足工业的需求。为保持金属硫化物的稳定性，在运输和储存过程中，会先对其进行氧化，因此在反应进行前需要将催化剂进行硫化，否则无法正常使用。

3.2.2 防止催化剂中毒

当反应原料中含有一定量的杂质，就会使得催化剂活性和选择性降低甚至失去，也就是发生催化剂中毒，它会使得催化剂的效率大大降低，甚至失去效用，因此实际生产中必须防止催化剂中毒，例如在进行反应之前先进行除杂工作，将可能影响催化剂活性的杂质去除。

4 结语

在大气污染日益严重、环保法规逐渐严格的时代背景下，开发清洁能源和改善现有能源已经成为我国迫在眉睫的重大任务，FCC汽油的燃烧一度成为大气污染主要源头，因而技术人员必须在现有基础上对加氢脱硫技术进行改进，优化流程，降低其成本、提高效率，使其能够实现工业化，为我国居民提供低污染燃料。