[发明专利]催化氧化脱硫喷气燃料热稳定性的改进方法

说明书

本发明涉及改进经催化氧化脱硫的喷气燃料热稳定性的一种方法。

用作航空喷气发动机或燃气轮机燃料的煤油的规格极为严格。该种煤油除应具有正确的烃组成之外，其中硫醇重量含量必须在0.003%以下，并必须具合格的热稳定性。

较高沸程的烃馏分，特别是煤油和喷气燃料一般是用催化氧化法脱除硫醇，例如Bender（本得法）或Merox（梅洛克斯法）。这些催化氧化脱硫醇法及其所用催化剂均为已知，例如在美国专利2，966，453;2，988，500和4，675，100中有所披露。例如美国专利4，675，100所披露的酞菁催化剂，例如酞菁二磺酸钴特别适用于此类氧化反应。

美国专利2，724，684和2，740，747披露了一种方法，包括应用CoMoO-Al₂O₃催化剂进行催化氧化将加热炉用燃料油和发动机燃料脱除硫醇，然后进行苛性碱一空气处理，以进一步脱除硫醇。

美国专利2，082，787和2，515，141披露了对经过碱性铅酸盐处理（博士法脱硫醇）的石油馏出物进行苛性碱水溶液处理，以从脱硫醇后的馏出物中脱除不溶性铅沉淀物。

最常使用的是固定床催化氧化工艺。固定床这个术语是指将催化氧化过程所用的催化剂浸渍或固着于填装成床层式的催化剂载体物料，例如活性碳中。在碱和氧存在下该催化剂使该燃料中存在的硫醇加速氧化成为二硫化物，如下反应式所示

在其他氧化脱硫醇方法中，也进行类似的反应。“脱硫醇”这一术语的意思即是将硫醇转化为二硫化物，并消除硫醇的恶劣气味。这些二硫化物具油溶性质，是以溶解形式保留在喷气燃料中。

某些馏出物在经过常规式氧化脱硫醇后，甚至在经过进一步白土处理之后其热稳定性仍然不符合要求，不适于用作喷气燃料。

我们已经发现，用苛性碱洗涤经过氧化法脱硫醇的喷气燃料可以改进其热稳定性。更具体讲，本发明是改进经氧化脱硫醇的喷气发动机燃料按JFTOT（喷气燃料热氧化试验）测定的热稳定性的一种方法，其中包括用苛性碱水溶液洗涤经脱硫醇的喷气燃料，用水洗涤经过苛性碱萃取的喷气燃料，然后将水洗过的喷气燃料干燥。

图1所示流程图是固定床催化氧化脱硫醇过程。

图2所示流程图是本发明的方法与图1所示催化剂氧化脱硫醇的联合过程。

高级喷气燃料是由选自低总硫量的煤油制备。本发明的方法适用于经过催化氧化脱硫醇的任何喷气燃料改进氧化稳定性。特别适用于印度尼西亚或中国原油蒸馏所得燃料。这些燃料经过催化氧化之后可能含有少量包括酚类化合物，例如烷基苯酚、偶联苯酚以及多酚在内的有机酸，它们对热稳定性有不利影响。

典型的喷气燃料固定床脱硫醇过程的操作如图1所示。将进料油在预洗器11中用苛性碱预洗处理以除掉环烷酸，在反应器中环烷酸与氢氧化钠反应形成胶凝状固体物。优选的氧气源是空气，将空气经过计量后送入经预洗的进料油中，进料油进入反应器12的顶部，并向下渗滤通过氧化催化剂床层，同时加入苛性碱溶液使之呈碱性。经脱硫醇后的油从反应器12出来进入沉降器13，在此分离出苛性碱溶液并定期将之再循环回到反应器。在洗涤器15中用水洗涤经脱硫醇的燃料，除掉夹带出来的苛性碱和其他水溶性化合物。将洗涤后的燃料通过盐过滤器16以除掉存在的痕量水，然后将已干燥的燃料通过白土过滤器17以除净油溶性表面活性物质。

按本发明的方法，经催化氧化脱硫醇的燃料通过苛性碱水溶液洗涤而得到稳定性。任何苛性碱，例如，但不限于，氢氧化钾、氢氧化钠以及它们的混合物均可使用。苛性碱溶液的浓度应为5-25%（重量），最好高于10%（重量），例如10-20%（重量）。优选的苛性碱浓度为15%（重量）。该种苛性碱水溶液还可含有一种加溶剂，例如甲醇、甲酚等等。该洗涤溶液中的苛性碱浓度是以常规方式控制，以保持废苛性碱液的碱废弃率为30-50%。

在适于使两种不互混溶液体接触的设备中进行洗涤。但是，含有苛性碱的水相体系与油相混合时容易形成乳状液。因此所用的洗涤设备应当能在水相与油相接触时只向该体系施加最少量机械能。