FCC汽油萃取蒸馏脱硫制取欧Ⅳ清洁汽油的研究

【摘要】：石油资源的绿色高效转化、石油基液体燃料的清洁化对我国经济和社会可持续发展具有至关重要的作用。“分子水平炼油、原子经济化工”为目标的新理念不断推动着满足欧Ⅳ和欧Ⅴ排放标准的新型清洁汽油研究和生产技术的不断进步。 基于轻质油品的分子管理理念,论文采用典型的化工过程强化方法---萃取蒸馏的手段,对FCC汽油脱硫过程进行了详细研究。首先,采用改进的Eliss汽液两相双循环蒸馏器对环丁砜,碳酸丙烯酯,N-甲酰吗啉,N-甲基吡咯烷酮等十三种溶剂进行筛选,测定汽油和溶剂的汽液平衡数据,计算出萃取蒸馏分离系数,确定出N-甲酰吗啉和碳酸丙烯酯为最佳的脱硫溶剂。随后,在连续萃取蒸馏塔上,分别对FCC汽油和两种溶剂进行工艺条件优化,N-甲酰吗啉溶剂的最佳工艺条件是：塔板数N=21块,溶剂和FCC汽油进料位置分别为：N=3,N=18,回流比R=1,剂油体积比S/F=0.7,塔釜温度T=160℃下塔顶精制油平均硫含量达26.03 mg·L-1,脱硫率达86.30%,收率达64.18v%。碳酸丙烯酯为溶剂的最佳工艺条件是：回流比R=1,剂油体积比S/F=1,塔釜温度T=150℃,精制油平均硫含量达29.43mg·L-1,氮含量1.31 mg·L-1,脱硫率达84.47%,收率达63.18v%。两种方法均达到了欧Ⅳ清洁汽油硫含量排放标准,其中碳酸丙烯酯具有更好的脱氮效果。脉冲火焰光度检测(GC-PFPD)类型硫分布研究表明：两种溶剂都能有效脱除汽油中绝大部分硫化物,但对噻吩的选择性略低,N-甲酰吗啉和碳酸丙烯酯可分别将噻吩含量由63.17 mg·L-1降至29.14 mg·L-1和25.51 mg·L-1。PONA分析表明：精制油有效地富集了原料油中的烯烃和异构烷烃,脱除了大部分芳烃,正构烷烃和环烷烃少量增加。 采用Aspen Plus中的RadFrac模块,按照实际汽油体系组成以碳酸丙烯酯为溶剂模拟了FCC汽油萃取蒸馏过程,考察了回流比,剂油比和塔板数等因素对脱硫过程的影响,并优化了萃取蒸馏的操作条件。计算结果表明,回流比对噻吩具有显著的影响,剂油比影响较小。在塔板数N=30,回流比0.4,剂油比1时,塔顶精制油收率为57.27m%(体积收率61.95v%),硫含量为52.47μg·g-1,脱硫率达到89.72%,与萃取蒸馏塔实验数据结果吻合较好。 【关键词】：FCC汽油 萃取蒸馏 脱硫
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TE624.55
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 前言11-12
• 第1章 文献综述12-23
• 1.1 国内外清洁汽油标准12-13
• 1.2 汽油主要脱硫方法13-19
• 1.2.1 FCC汽油加氢脱硫13-16
• 1.2.2 溶剂抽提脱硫16-17
• 1.2.3 催化裂化脱硫17
• 1.2.4 氧化脱硫17
• 1.2.5 生物脱硫17-18
• 1.2.6 吸附脱硫18-19
• 1.3 萃取蒸馏概述19-22
• 1.3.1 萃取蒸馏19-20
• 1.3.2 萃取蒸馏溶剂筛选方法20-21
• 1.3.3 FCC汽油脱硫过程萃取剂筛选21-22
• 1.4 技术路线及研究内容22-23
• 1.4.1 技术路线22
• 1.4.2 主要研究内容22-23
• 第2章 实验部分23-32
• 2.1 实验原料和试剂23-25
• 2.2 实验主要设备25-26
• 2.3 实验流程26-28
• 2.3.1 汽液平衡溶剂筛选26-27
• 2.3.2 萃取蒸馏脱硫27-28
• 2.3.3 脱硫率及收率计算28
• 2.4 总硫含量测定28-29
• 2.5 FCC汽油中硫化物类型的测定29
• 2.6 PONA分析方法29-30
• 2.7 汽油辛烷值测定方法30-32
• 第3章 萃取蒸馏脱硫溶剂筛选32-40
• 3.1 汽油中各类硫化物的测定32-33
• 3.2 萃取蒸馏溶剂筛选原则33
• 3.3 萃取剂初选33-37
• 3.4 汽液相组分类型硫分析37-39
• 3.5 本章小结39-40
• 第4章 N-甲酰吗啉萃取蒸馏脱硫40-51
• 4.1 萃取蒸馏工艺条件的考察40-44
• 4.1.1 回流比确定40-41
• 4.1.2 剂油比确定41-42
• 4.1.3 塔釜温度的确定42-43
• 4.1.4 工艺条件稳定性的考察43-44
• 4.2 精制油和FCC原料油性质对照44-50
• 4.2.1 馏程分布变化44-46
• 4.2.2 类型硫分析46-47
• 4.2.3 族组成变化47-50
• 4.3 本章小结50-51
• 第5章 碳酸丙烯酯萃取蒸馏脱硫51-58
• 5.1 萃取蒸馏脱硫的影响因素讨论及优化51-54
• 5.1.1 回流比确定51-52
• 5.1.2 塔釜温度的确定52
• 5.1.3 剂油比确定52-53
• 5.1.4 优化条件下稳定性考察53-54
• 5.2 精制油和FCC原料油性质对比54-57
• 5.2.1 馏程分布54-55
• 5.2.2 类型硫55-56
• 5.2.3 族组成56-57
• 5.3 本章小结57-58
• 第6章 FCC汽油萃取蒸馏过程模拟58-67
• 6.1 数学模型的建立58-59
• 6.1.1 物料平衡方程58
• 6.1.2 相平衡方程58-59
• 6.1.3 归一化方程59
• 6.1.4 焓平衡方程59
• 6.2 原料组分及物性估算59-60
• 6.4 Aspen计算过程优化60-64
• 6.4.1 回流比的影响61
• 6.4.2 剂油比的影响61-62
• 6.4.3 塔板总数的影响62-63
• 6.4.4 优化过程计算结果63-64
• 6.5 新工艺流程和操作要点64-66
• 6.6 本章小结66-67
• 第7章 结论67-68
• 参考文献68-72
• 致谢72-73
• 攻读硕士学位期间发表的论文73

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