[发明专利]一种非水相油品深度脱硫装置及脱硫工艺

说明书

本发明提供了一种非水相油品深度脱硫装置及脱硫工艺，所述工艺包括向脱硫装置中加入油品，向油品中通入气体氧化剂，在催化剂的作用下，在设定的反应条件下进行氧化脱硫反应。本发明不仅避免了油水两相在催化氧化油品脱硫中的乳化现象，而且实现了使用分子氧仿生催化可将油品含硫量降低到10ppm以下深度脱硫的绿色工艺。

技术领域

本发明属于石油化工领域，尤其涉及一种非水相油品深度氧化脱硫装置及脱硫工艺。

背景技术

目前，开采的原油呈现高硫化、重质化等特点。含硫油品燃烧是大气污染的主要来源之一，生成的SO₂会形成酸雨腐蚀建筑物；使用时，汽柴油燃烧产生的硫化物会使得汽车尾气三效催化剂失活，腐蚀损害汽车发动机，造成汽车氮氧化合物和CO排放超标，加速环境问题的恶化。含硫的油品在存储和运输过程中，油品中含硫有机物对容器、管道、塔器等造成腐蚀损害作用；近几年，国家对成品油含硫量有了严格规定，2017年国Ⅴ标准要求汽柴油含硫量要<10ppm，油品脱硫越来越受到国家和社会的广泛关注。

油品脱硫工艺中加氢脱硫是应用范围最广且最成熟的油品脱硫技术。加氢脱硫法主要是在高温高压的条件下，向油品和催化剂的反应器中加入大量的纯净氢气，在催化剂的作用下，将油品中的有机硫转化为无机硫(通常为硫化氢)和不含硫的有机物，然后再使用脱除无机硫的方法去除油品中有机硫。但是，该技术一般要求在高温高压下才能进行，反应设备要求高，条件苛刻，导致加氢成本也相对较高。

氧化脱硫技术凭借着清洁、节能、无污染的特点，引起广泛的关注。目前，工业化的CED(选择性氧化/萃取脱硫)工艺是由美国Petro Star公司开发的氧化脱硫工艺，最终能将含硫量4000ppm柴油降低到10-70ppm左右。CED工艺的脱硫机理在于：硫原子的d层电子轨道使其很容易氧化成亚砜和砜，氧原子的加入使硫原子增加了偶极距，增加了硫化物在极性溶剂中的溶解度。利用极性溶剂与砜的相似相溶原理，萃取出燃料油中的砜和少量的极性化合物，从而获得两股物流：脱硫抽余相(抽余油和少量溶剂)和高含硫抽出相(大量溶剂和高含硫抽出油)，抽余油中仍残留少量的有机硫化物，必须经过进一步吸附精制，才能得到精制油。

工业上CED氧化脱硫工艺是应用过氧乙酸作为氧化剂，氧化脱除汽柴油中的难降解的噻吩类有机硫。在实验室条件下，Uttam Maity等人用过氧化氢作为氧化剂，进行氧化脱硫实验并取得一定效果。现有的油品氧化脱硫大多选用过氧化氢等液体氧化剂，在搅拌式反应釜中进行多相催化氧化反应，此类装置有着明显的缺陷：反应过程中体系会有分层和乳化现象，极大减小相间接触面积和传质速率；另外搅拌桨作为混合体系方式，一则占用反应器体积、成本增加，二则三相体系进行的宏观方面混合效果受到很大限制。此类体系反应结束后存在复杂的催化剂分离过程，这就无形中增加了反应操作时长和操作成本，难以在大处理量条件下稳定运行。

因此，亟待开发一种对反应设备要求不高、反应条件温和、安全可靠、反应周期短、反应效率高、便于操控且成本较低的一种绿色深度脱硫工艺。

发明内容

为了解决上述问题，本发明人进行了锐意研究，提供了一种以分子氧为氧化剂，希夫碱为催化剂的分子氧氧化油品深度脱硫方法。通过气体分布装置将气体氧化剂充分分散，在反应器中填料的切割作用下，将流体分散成不同尺度微元，扩大宏观对流混合扩散效应，促进气相和液相微元在微观范围内的对流扩散，强化了脱硫体系中催化剂与气相氧化剂及液相油品的三相反应，提高了脱硫体系中的多尺度传质效率。本脱硫工艺不仅避免了油水两相催化氧化油品脱硫体系中的乳化现象，而且实现使用分子氧仿生催化可将油品含硫量降低到10ppm以下深度脱硫的绿色工艺，从而完成了本发明。

本发明的目的在于提供以下技术方案：

(1)一种非水相油品深度脱硫工艺，其中，所述工艺包括向脱硫装置中加入油品，向油品中通入气体氧化剂，在催化剂的作用下，在设定的反应条件下进行氧化脱硫反应；

所述氧化剂为氧气或空气；