汽油烷基化硫轉(zhuǎn)移催化精餾過(guò)程研究.pdf

1、汽油烷基化硫轉(zhuǎn)移是指利用汽油中的烯烴與噻吩類(lèi)硫化物發(fā)生烷基化反應(yīng)而提高含硫化合物的沸點(diǎn)，并通過(guò)精餾作用將反應(yīng)生成的高沸點(diǎn)烷基化產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到重餾分中，從而使輕餾分中的噻吩類(lèi)硫化物得到有效脫除的技術(shù)。通過(guò)硫轉(zhuǎn)移可顯著提高輕重汽油的切割點(diǎn)，將C5~C7烯烴切入輕餾分，從而可避免含硫重汽油餾分在加氫處理時(shí)由于烯烴大量飽和而出現(xiàn)的辛烷值損失。該技術(shù)可在常壓下操作，并且采用固體催化劑，具有綠色環(huán)保的特點(diǎn)。應(yīng)用催化精餾技術(shù)可以將汽油烷基化硫轉(zhuǎn)移工藝中的

2、反應(yīng)和精餾耦合在一起，達(dá)到過(guò)程強(qiáng)化和節(jié)能的目的。本論文圍繞這一目標(biāo)，系統(tǒng)地開(kāi)展了汽油烷基化硫轉(zhuǎn)移催化劑、汽液相行為、催化精餾過(guò)程分析和模擬等方面的研究。
　　首先，對(duì)汽油烷基化硫轉(zhuǎn)移固體酸催化劑進(jìn)行了評(píng)價(jià)，并對(duì)體系進(jìn)行了熱力學(xué)和反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究，包括硫化物與汽油組分之間的相平衡測(cè)定、主副反應(yīng)的熱力學(xué)平衡轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)焓的估算、固體酸催化劑的性能評(píng)價(jià)以及Amberlyst 35樹(shù)脂催化真實(shí)汽油中噻吩類(lèi)硫化物烷基化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程參數(shù)的確定

3、等，從而為汽油烷基化硫轉(zhuǎn)移催化精餾過(guò)程設(shè)計(jì)得到了所需的相平衡參數(shù)、催化劑操作條件及動(dòng)力學(xué)方程參數(shù)等信息。
　　然后，基于所得到的熱力學(xué)及動(dòng)力學(xué)參數(shù)，本論文使用反應(yīng)剩余曲線，進(jìn)一步對(duì)汽油烷基化硫轉(zhuǎn)移催化精餾過(guò)程進(jìn)行了可行性分析和設(shè)計(jì)，并使用ASPEN-PLUS模擬軟件對(duì)其進(jìn)行了驗(yàn)證。結(jié)果表明：使用催化精餾技術(shù)可以達(dá)到汽油烷基化硫轉(zhuǎn)移的目的，優(yōu)化后的催化精餾塔可以獲得硫含量低于1ppmw的汽油產(chǎn)品，且可顯著降低烯烴聚合副反應(yīng)的發(fā)生。此

4、外，本論文對(duì)滲流型催化精餾元件的流體力學(xué)性能進(jìn)行了研究，并提出了相應(yīng)的設(shè)計(jì)原則。
　　最后，考慮到催化精餾過(guò)程中反應(yīng)和分離之間耦合作用的復(fù)雜性以及汽油烷基化硫轉(zhuǎn)移體系關(guān)鍵組分濃度尺度很大的特點(diǎn)，本論文使用多尺度方法對(duì)其進(jìn)行了研究，主要包括兩部分：一是通過(guò)對(duì)現(xiàn)有的能量最小多尺度模型進(jìn)行分析，得到了控制機(jī)制競(jìng)爭(zhēng)多尺度的思想，并應(yīng)用該思想為催化精餾過(guò)程建立了多尺度模型；二是對(duì)微濃度和全濃度的相平衡數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果表明稀溶液中微量組分