催化技术在清洁燃料生产应用中发展趋势初探

周海旭（国民油井华高石油设备（上海）有限公司，上海 201801）

催化技术在清洁燃料生产应用中发展趋势初探

周海旭
（国民油井华高石油设备（上海）有限公司，上海 201801）

在清洁燃料的生产方面，现阶段出现了新的机遇和挑战，用于生产清洁燃料的催化技术在持续不断革新，特别是低硫汽油及柴油技术。在这些技术中，催化裂化（英文为FCC）降硫催化剂、汽油柴油吸附脱硫、汽油生物催化脱硫等技术特别令人关注。中国需要加强清洁燃料生产与催化技术的研究及发展，生产清洁的汽柴油燃料，为它们提供必要的储备。

清洁燃料；汽油；柴油；脱硫催化技术；催化剂

1　清洁汽油与清洁柴油在标准上的变迁

越来越严格的环保标准，让全球炼油产业面临着21世纪生产清洁燃料的巨大挑战。欧洲和美国的炼油厂对于即将到来的挑战，已经在着手进行研究，试验新技术。为了可以真正达到环保标准，欧盟炼油业已经投资了80多亿美元。美国面对着柴油含硫量减少的需要，也加大了投资的数额。澳大利亚为了将汽柴油的含硫量从500mg下降到2015年的50mg，炼油厂投资了14亿美元。

中国是最大的发展中国家，也是发展最快的国家之一。这些年来，国内的汽车产业发展迅速，车用汽油的质量升级非常快，早在20世纪末就已经停止了生产70号汽油及含铅汽油。21世纪的第一年7月1日，北上广三个大城市开始执行烯烃体积分数不大于34%的汽油规范。

尾气中超标的硫会对人体产生有害的化学转换，会出现中毒的情况，也会引发产生一些致癌物质。烯烃能降低发动机的功率，但是在汽车尾气里会排放有毒有害的气体，也会导致产生一些致癌物质。因此，汽柴油的深度、超深度脱硫技术，汽油与柴油脱苯技术已经成为了21世纪清洁汽油和柴油燃料生产的主要技术，目前正被大力地发展和使用。

2　国外的清洁汽油相关技术

2.1汽车汽油脱硫技术

在汽油组成里面，含硫比较多的物质是FCC汽油，占美国所有汽油总量的29%，占西欧汽油总量的42%，在中国却占到82%。FCC汽油占汽油全部硫的比例是90%，所以必须要降低FCC装置里面的硫含量，这是降低汽油组成中含硫量的关键。

FCC加氢处理是完全可以去除硫氮化合物的，还可以使一部分芳烃做到饱和，加强LPG和汽油生产率，有效降低烟气污染，降低焦炭的生成，加氢处理在进行的过程中也不会对辛烷值有很大的影响。工业操作的实验表明，如果满足汽油总构成含硫30mg的标准，FCC汽油的含硫一定要在50～85mg才可以。

美国的50个炼油厂全部都有FCC相关装置，有20个炼油厂都有FCC加氢处理相关技术。要想降低汽油和柴油中的硫含量，需要进行一些处理，FCC进料加氢处理技术就是非常好的一个方案，它可以减少其他处理的标准和要求。

这几年，美国开发了很多能够在FCC进料加氢处理最新种类的催化剂。海德普索公司最新研制的CoNiMo催化剂完全可代替双金属类型的催化剂，可以在温度很低和操作不方便的情况下保证同样的脱硫效果。中国现在同样也研究出了很多新型的催化剂，比如长安炼油厂研制的KH-25钥镍催化剂在340℃以下可以将硫含量0.8%和氮含量0.6%的蜡油进行加氢技术处理，加氢生成的油硫含量可以下降到0.05%，而氮含量可以下降到0.02%。中国的渣油加氢处理相关技术目前处于全球领先水平。湛江渣油加氢脱硫相关装置也实现了正常运行，脱硫率达到90%，脱金属率达80%。

2.2SCANFining技术

此技术是美国埃克森公司和荷兰阿克苏公司合作开发的，一个公司负责开发工艺，另一个公司负责开发催化剂RT-225。这个技术把全馏催化裂化汽油拆成三个部分：第一是具有低硫高烯烃含量催化汽油，用脱硫醇或选择性地加氢脱硫的办法将硫质量降低，得到汽油调合组分。第二是硫和烯烃含量较小的裂化汽油，选择性加氢脱硫把硫的含量降低了很多，最后得到汽油调合组分。第三就是高硫低烯烃含量催化重汽油，选择性加氢脱硫 （也可以使用非选择性的加氢脱硫技术）降低硫质量的分数，得到汽油调合组分，使用这样技术脱硫率是93%。

经过优化催化剂配方配比与工艺条件，开发的第二代SCANFining技术可以将选择性大幅度地提高，与第一代技术相同脱硫率的情况下，辛烷值的损失下降50%。

2.3催化裂化脱硫催化剂和助剂的使用

FCC进料的硫含量一般在0.8%～2.7%，这样的硫化物同时有烷基取代芳环含硫化合物和芳基硫化物。基环结构基本的组成有唾吩、苯并唾吩、二苯并噬吩和其他的多硫化物。有一半的硫被FCC催化剂转换成HzS，有6%被转变为焦炭，有46%维持在轻循环油（LCO）与油浆（SCO）里。FCC汽油有硫醇和一般硫化物，烷基取代的苯硫酚和苯并邃吩，苯并嚷吩一般占汽油含硫的35%以上，去除是非常不容易的。

2.4汽油脱硫以后的技术处理

除去汽油里硫化物是比除去柴油中的硫化物简单方便，利用FCC汽油加氢处理相关技术就会实现。FCC汽油的加氢技术可以处理成功的原因是能够避免很多问题，比如在全馏分FCC汽油加氢脱硫的过程中，由于烯烃饱和会发生比较大的辛烷值耗损，硫化物浓缩是在FCC汽油里沸点高的那部分，不过烯烃主要集中在沸点低的部分，因此需要做好分馏工作。FCC重汽油（HCN）馏分使用加氢处理基本就可以让汽油总构成达到含硫100～150μg的要求，但是汽油的总构成要达到非常低的含硫量，还应该使中间馏分（ICN）同样做好脱硫相关工作。

3　小结

环境保护观念已经深入人心，且被各国重视，过去为了发展经济而破坏环境的道路不能再走了。汽车是现代社会必不可少的交通工具，通过改变汽油柴油的催化技术，生产出对环境没有污染的汽柴油，是技术人员的责任。应大力加强生产清洁汽油，发展柴油催化技术，只有这样，我们的环境才会更好。

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［3］ 陈惠敏.21世纪的车用燃料-超低硫汽油和柴油［J］.炼油设计，2015，（09）：100-101.

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［5］ 钱伯章.生产清洁汽油和柴油催化技术进展［J］.工业催化，2015，（02）：135-136.

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［7］ 贾淑峰.浅谈清洁能源在高温系统里的重要性［J］.科技与企业，2014，（08）：118-119.

Exploration of the development trend of catalysis technology in application of clean fuel production

ZHOUHai-xu
（National Oilwell VarcoHuagaoPetroleumEquipment（Shanghai）Co.，Ltd.，Shanghai 201801，China）

In the production of clean fuels，there are new opportunities and challengesat the current stage，catalyst technology used for producing clean fuel has been continuously innovated，especially in low-sulfur gasoline and diesel technology.In these techniques，catalytic cracking（FCC in English）sulfur reduction catalyst，adsorption desulfurization of gasoline and diesel and gasoline biocatalytic desulfurization technology are of particular concern.China needs to strengthen the research and development of clean fuel production and catalytic technologies，produce clean gasoline and diesel fuel，and provide themwith the necessaryreserves.

Clean fuels；Gasoline；Diesel；Desulfurization catalysis technology；Catalyst

TE626.2

A

1674-8646（2016）11-0014-02

2016-04-26