新日本石油株式会社的加氢技术(2)

宋锦玉译	作者:宋锦玉译	2006/12/18	共有 3698 位读者阅读过此文
2 无硫柴油的制造技术 近年来，由柴油发动机排放的氮氧化物（NOx）及粒子状物质（Particurate Matter）对环境造成的污染成为一个很大的问题。这些有害物质通过排放气净化装置可除去，但是柴油发动机的燃料——柴油中的硫影响净化装置作用的发挥。 新日本石油已从2003年4月开始向全国供给低硫柴油（低硫柴油 ：将硫含量降至50μg/g以下的柴油）。     原油中的硫以有机硫化物的形式存在，通过蒸馏得到的柴油中含1%～2%的硫（对主要加工中东原油的日本而言）。     柴油中的硫可通过被称为“加氢脱硫”的反应脱除，即在脱硫催化剂的存在下使硫与氢反应转化为硫化氢。如图6所示。 2.1 柴油中的硫及脱硫催化剂 ● 柴油中硫的脱硫反应性 柴油中的硫有各种分子结构。其中，最大量存在的是以苯并噻吩为基本骨架的化合物（苯并噻吩的衍生物）。这些化合物的脱硫反应性因其结构的不同而存在很大差异。在苯并噻吩衍生物中，在4,6-位上带取代基的化合物是反应性最差的硫化物（图7）。   图7 苯并噻吩衍生物的结构及脱硫反应性 ● 催化剂应具备的高脱硫性能 脱硫催化剂是促进加氢脱硫反应必不可少的催化剂。脱硫催化剂为直径1～2mm的圆柱状颗粒，所含的金属呈有特色的颜色（图8）。 图8  脱硫催化剂     脱硫催化剂由氧化铝等多孔无机氧化物和钼、钴、镍等活性金属组成，一克催化剂具有数百平方米的表面积。催化剂的脱硫性能因活性金属的形态、表面积等而异。 催化剂在使用前先进行预硫化，换句话说将钼等活性金属通过与硫化氢接触转化为硫化物的状态。钼是脱硫催化剂活性金属的代表。被硫化的钼呈层状结构，按硫、钼、硫的顺序排列（如图9）。 图9  催化剂上硫化钼的结构       在这种结构的硫化金属中，以某种特定的规律排列的部分起活性点的作用，促进脱硫反应的进行。 采用透过型电子显微镜观察被硫化的催化剂的结果如图10所示。由图可知，钼层状排列形成多层状结构。如何才能形成更多的具有这种结构的活性金属，这是提高加氢脱硫活性的关键。另外，装填于反应装置中的催化剂因为长时间使用，所以催化剂不仅要有高活性，而且需要有良好的稳定性。 图10 通过透过型电子显微镜观察的脱硫催化剂 2.2 推进柴油低硫化的脱硫技术 新日本石油可将构成催化剂的活性金属微粒化至10nm以下的水平，而且研究了可形成大量活性点的特殊方法，可提高催化剂的活性。同时，催化剂性能可维持很长时间。 所开发的催化剂被新日本石油公司各炼油厂的柴油脱硫装置采用，用于生产低硫柴油。同样，准备将所开发的催化剂用于无硫柴油的生产，可以说新日本石油的脱硫技术发挥着重要的作用。 宋锦玉译