
原油、馏分油、催化裂化汽油、裂解轻油中包含硫醇、二硫化物、硫醚、噻吩等多种有机硫化物,油品燃烧会生成二氧化硫,造成大气污染,同时硫化物易腐蚀管线、反应器,导致贵金属催化剂中毒失活,因此深度脱硫是石油加工核心工序。传统加氢脱硫工艺设备投资大、氢耗高,常温液相吸附脱硫、萃取脱硫效率有限,而氯化亚铜作为低价亚铜基催化吸附一体化材料,依靠独特一价铜电子结构,在油品常温催化脱硫体系中具备多重不可替代优势,适配汽油精制、石脑油预处理、裂解原料脱臭脱硫等场景,大幅降低脱硫工段能耗与运行成本。
氯化亚铜核心催化机理源于一价铜离子特殊电子排布,Cu?存在空轨道,可与硫化物中硫原子孤对电子形成稳定配位络合物,实现选择性吸附催化转化。对比三价铁、二价锌等金属脱硫剂,Cu?不会与油品中烯烃、芳烃发生不可逆络合,仅定向捕获含硫组分,不会损耗油品有效组分;针对硫醇、硫化氢可直接催化氧化生成二硫化物,针对难脱除的噻吩类杂环硫化物,能弱化环内硫碳键,辅助后续轻度加氢完全脱除,兼具催化转化与吸附截留双重功能,一套材料同时完成催化反应与硫化物固定,简化装置工艺流程。
常温低压催化反应,能耗与设备投资优势突出。主流加氢脱硫需要300℃以上高温、高压氢气环境,配套加热炉、高压反应釜、制氢装置,设备运维与氢气消耗持续拉高加工成本。氯化亚铜催化脱硫可在常温常压液相条件下开展,无需热源、高压密闭设备,轻质汽油、石脑油仅需简单搅拌或固定床接触即可完成脱硫反应,小型炼油厂、油品调和站无需改造大型加氢装置即可实现脱硫达标。整套工艺无氢气消耗,规避氢气储运、泄漏爆炸安全风险,设备占地面积小,老旧油品精制车间仅增设固定吸附催化塔即可投产,短期投入回报周期短,契合中小型石油加工企业轻量化脱硫改造需求。
硫化物选择性极高,油品品质无损耗,不破坏汽油关键性能组分。汽油中的烯烃、芳烃是保障辛烷值的核心物质,多数金属催化脱硫剂会同步吸附烯烃,甚至催化烯烃聚合生成胶质,造成油品变色、辛烷值下降。氯化亚铜与硫原子的配位作用具备专一性,与碳氢链、芳环、烯烃双键几乎无结合能力,脱硫过程不会损耗芳烃与烯烃,处理后汽油辛烷值基本无衰减。对于含大量不饱和烃的裂解汽油,使用氯化亚铜催化脱硫不会生成黏稠胶质,油品储存安定性提升,无需额外添加抗氧防胶剂;同时不与油品中水、微量有机酸剧烈反应,不会产生腐蚀性副产物,处理后油品酸度、胶质指标满足出厂标准。
原料易得、催化再生性能优异,运行耗材成本低廉。氯化亚铜工业原料供应充足,价格远低于贵金属铂、钯加氢催化剂,也优于改性分子筛、螯合树脂等专用脱硫吸附剂。催化饱和后的氯化亚铜可实现多次再生循环,吸附饱和络合硫化物的固体,经热氮气吹扫或低浓度醇溶剂冲洗,即可脱附硫化物,恢复一价铜活性位点,再生五次以上仍能维持初始85%以上催化脱硫容量,大幅减少固废产生量。对比一次性脱硫吸附材料,长期连续加工场景下耗材更换频次显著降低,固废处置压力小,符合炼化企业清洁生产管控要求。
适配宽馏分油品,对轻质油微量硫深度脱除效果显著。氯化亚铜对低浓度硫化物灵敏度高,可将汽油、石脑油硫含量降至国六油品限值以下,针对常规工艺难以脱除的微量硫醇、小分子噻吩有良好去除效果;适用馏分覆盖C4至C12轻质油品,液化石油气预脱硫、催化汽油后精制、裂解石脑油脱臭均可使用。固定床装填方式操作简单,物料连续流过催化床层,可匹配炼化连续化生产线,无间歇投料繁琐工序,脱硫负荷调节灵活,适配油品加工量波动工况。
配套工艺腐蚀性低,降低装置防腐运维成本。加氢脱硫体系存在高温硫化氢腐蚀,设备需使用特种耐高压合金钢材,检修频次高。氯化亚铜常温液相体系反应温和,无强酸性、强腐蚀性介质大量生成,普通碳钢罐体、填料塔即可满足使用要求,减少特种防腐材料投入;反应副产物仅为有机二硫化物,可集中分离回收作为化工原料,无高盐、高硫危废水产出,末端环保治理工序简化,降低废水处理药剂与能耗支出。
氯化亚铜依托一价铜专属配位催化机制,实现常温常压选择性脱硫,兼具低能耗、不损耗油品辛烷值、可再生、适配轻质油全馏分、设备防腐压力小多重核心优势,能够作为加氢脱硫配套后置深度精制材料,也可单独用于中小型炼油厂轻质油品常温脱硫工段,有效弥补传统加氢工艺高投入、高能耗短板,在汽油、石脑油等轻质石油产品清洁化加工领域具备广阔应用价值。
本文来源于山东广新达新材料科技有限公司官网https://www.sdgxda.com/