用于燃油深度脱硫过程的氧化处理方法与流程

文档序号:29571911发布日期:2022-04-09 04:10阅读:137来源:国知局

1.本发明涉及燃油加工技术领域,具体涉及一种用于燃油深度脱硫过程的氧化处理方法。


背景技术:

2.燃油一般是由原油常压蒸馏残油制成的,重油含硫较多,其中硫分多是大分子的环状硫化物。燃油脱硫是指在燃料油燃烧过程前脱去所含硫分,重油脱硫的困难在于要彻底加工燃料,破坏原来的组织,并产生新的固态、液态和气态物质。
3.现有燃油深度脱硫的常用方法是氧化脱硫,在催化剂作用下,通过一定温度的缓和条件,燃油在经过催化氧化后可以很容易地结合萃取、吸附、蒸馏等方法除去氧化产物,将燃油中含有的硫从其中分离出来,但是氧化脱硫一般需要加入大量的催化剂进行氧化,脱硫的速率较慢,且不利于降低操作成本,又增大了分离和萃取的困难。


技术实现要素:

4.针对现有技术存在的上述问题,本发明所要解决的技术问题是提供一种能够减少催化剂用量、脱硫速率高、处理成本低的用于燃油深度脱硫过程的氧化处理方法。
5.本发明的用于燃油深度脱硫过程的氧化处理方法,包括以下操作步骤;s1:将燃油原料加入反应釜,对反应釜内的燃油原料在一定温度下加热一段时间,接着在反应釜中加入催化剂和氧化剂,一边加入催化剂和氧化剂一边对燃油原料进行搅拌,直至燃油原料与氧化剂混合均匀;s2:接着继续对反应釜进行加热,加热至一定温度,加热的过程中燃油原料与氧化剂进行氧化反应,反应一段时间之后,燃油原料经过氧化剂氧化后得到燃油、氧化产物和催化剂的混合液;s3:继续向s2中得到的混合液中加入氧化剂,继续加热至一定温度,s2的混合液未完全反应完的燃油原料中的硫继续与氧化剂进行反应,进一步对s2得到的混合液进行完全氧化,从而得到脱硫后的燃油、氧化产物和催化剂的混合液;s4:然后将s3得到脱硫后的燃油、氧化产物和催化剂的混合液加入至萃取装置中进行萃取,萃取后除去催化剂,接着再除去萃取剂,得到脱硫后的燃油和氧化产物的混合液;s5:接着将s4得到的脱硫后的燃油和氧化产物的混合液加入至蒸馏器,通过蒸馏方法,将脱硫后的燃油中的氧化产物除去;s6:将s5中蒸馏后的混合液静置冷却,即可以得到脱硫后的燃油。
6.所述萃取是利用系统中组分在溶剂中有不同的溶解度来分离混合物的单元操作,萃取是利用物质在两种互不相溶的溶剂中溶解度或分配系数的不同,使溶质物质从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中的方法。
7.所述蒸馏是利用混合液体或液固体系中各组分沸点不同,使低沸点组分蒸发,再
冷凝以分离整个组分的单元操作过程,是蒸发和冷凝两种单元操作的联合。
8.优选的,所述s1中反应釜内的燃油原料加热的温度为30℃-55℃,加热时间的为0.8h-3h。
9.优选的,所述s1中加入的催化剂和氧化剂质量比为1:5-1:10,所述氧化剂的材料包括过氧化氢。
10.优选的,所述s2中燃油原料与氧化剂进行氧化反应的温度为48℃-60℃,氧化反应的时间为1.2h-4h。
11.优选的,所述s3中第二次加入的氧化剂与第一次加入的氧化剂的质量比为1:3-1:7。
12.优选的,所述s3中未完全反应完的燃油原料中的硫继续与氧化剂氧化反应的温度为40℃-54℃,氧化反应的时间为0.8h-2.4h。
13.优选的,所述催化剂的材料包括钛硅分子筛。
14.本发明实施例具有如下优点:本发明通过对燃油原料进行催化氧化从而除去燃油原料中含有的硫元素,通过燃油原料先加热一段时间,防止燃油原料过于黏稠,接着加入一定质量比的催化剂和氧化剂,然后继续加热进行氧化反应,第一次氧化反应之后继续添加氧化剂,继续进行氧化反应,将燃油原料中含有的硫元素彻底除去,接着将脱硫后产生的混合液进行萃取,萃取后进行蒸馏得到脱硫后的燃油,该用于燃油深度脱硫过程的氧化处理工艺条理清晰,提升了燃油深度脱硫的速率,避免了现有燃油深度氧化脱硫一般需要加入大量的催化剂进行氧化,脱硫的速率较慢,且不利于降低操作成本,又增大了分离和萃取困难的问题。
具体实施方式
15.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式,熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
16.实施例1:本发明提供的一种用于燃油深度脱硫过程的氧化处理工艺,包括以下操作步骤;s1:将燃油原料加入反应釜,对反应釜内的燃油原料在30℃的温度下加热0.8h,接着在反应釜中加入催化剂和氧化剂,一边加入催化剂和氧化剂一边对燃油原料进行搅拌,加入的催化剂和氧化剂质量比为1:5,直至燃油原料与氧化剂混合均匀;s2:接着继续对反应釜进行加热,加热至48℃的温度,加热的过程中燃油原料与氧化剂进行氧化反应,反应1.2h之后,燃油原料经过氧化剂氧化后得到燃油、氧化产物和催化剂的混合液;s3:继续向s2中得到的混合液中加入氧化剂,继续加热至40℃,s2的混合液未完全反应完的燃油原料中的硫继续与氧化剂进行反应,第二次氧化反应的时间为0.8h,第二次加入的氧化剂与第一次加入的氧化剂的质量比为1:3,进一步对s2得到的混合液进行完全氧化,从而得到脱硫后的燃油、氧化产物和催化剂的混合液;s4:然后将s3得到脱硫后的燃油、氧化产物和催化剂的混合液加入至萃取装置中
进行萃取,萃取后除去催化剂,接着再除去萃取剂,得到脱硫后的燃油和氧化产物的混合液;s5:接着将s4得到的脱硫后的燃油和氧化产物的混合液加入至蒸馏器,通过蒸馏方法,将脱硫后的燃油中的氧化产物除去;s6:将s5中蒸馏后的混合液静置冷却,即可以得到脱硫后的燃油。
17.本实施例中,所述萃取是利用系统中组分在溶剂中有不同的溶解度来分离混合物的单元操作,萃取是利用物质在两种互不相溶的溶剂中溶解度或分配系数的不同,使溶质物质从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中的方法;所述蒸馏是利用混合液体或液固体系中各组分沸点不同,使低沸点组分蒸发,再冷凝以分离整个组分的单元操作过程,是蒸发和冷凝两种单元操作的联合;所述催化剂的材料包括钛硅分子筛。
18.实施例2:本发明提供的一种用于燃油深度脱硫过程的氧化处理工艺,包括以下操作步骤;s1:将燃油原料加入反应釜,对反应釜内的燃油原料在35℃的温度下加热1.2h,接着在反应釜中加入催化剂和氧化剂,一边加入催化剂和氧化剂一边对燃油原料进行搅拌,加入的催化剂和氧化剂质量比为1:6,直至燃油原料与氧化剂混合均匀;s2:接着继续对反应釜进行加热,加热至52℃的温度,加热的过程中燃油原料与氧化剂进行氧化反应,反应1.6h之后,燃油原料经过氧化剂氧化后得到燃油、氧化产物和催化剂的混合液;s3:继续向s2中得到的混合液中加入氧化剂,继续加热至43℃,s2的混合液未完全反应完的燃油原料中的硫继续与氧化剂进行反应,第二次氧化反应的时间为1h,第二次加入的氧化剂与第一次加入的氧化剂的质量比为1:4,进一步对s2得到的混合液进行完全氧化,从而得到脱硫后的燃油、氧化产物和催化剂的混合液;s4:然后将s3得到脱硫后的燃油、氧化产物和催化剂的混合液加入至萃取装置中进行萃取,萃取后除去催化剂,接着再除去萃取剂,得到脱硫后的燃油和氧化产物的混合液;s5:接着将s4得到的脱硫后的燃油和氧化产物的混合液加入至蒸馏器,通过蒸馏方法,将脱硫后的燃油中的氧化产物除去;s6:将s5中蒸馏后的混合液静置冷却,即可以得到脱硫后的燃油。
19.实施例3:本发明提供的一种用于燃油深度脱硫过程的氧化处理工艺,包括以下操作步骤;s1:将燃油原料加入反应釜,对反应釜内的燃油原料在40℃的温度下加热1.6h,接着在反应釜中加入催化剂和氧化剂,一边加入催化剂和氧化剂一边对燃油原料进行搅拌,加入的催化剂和氧化剂质量比为1:7,直至燃油原料与氧化剂混合均匀;s2:接着继续对反应釜进行加热,加热至54℃的温度,加热的过程中燃油原料与氧化剂进行氧化反应,反应2h之后,燃油原料经过氧化剂氧化后得到燃油、氧化产物和催化剂的混合液;s3:继续向s2中得到的混合液中加入氧化剂,继续加热至46℃,s2的混合液未完全反应完的燃油原料中的硫继续与氧化剂进行反应,第二次氧化反应的时间为1.2h,第二次加入的氧化剂与第一次加入的氧化剂的质量比为1:5,进一步对s2得到的混合液进行完全
氧化,从而得到脱硫后的燃油、氧化产物和催化剂的混合液;s4:然后将s3得到脱硫后的燃油、氧化产物和催化剂的混合液加入至萃取装置中进行萃取,萃取后除去催化剂,接着再除去萃取剂,得到脱硫后的燃油和氧化产物的混合液;s5:接着将s4得到的脱硫后的燃油和氧化产物的混合液加入至蒸馏器,通过蒸馏方法,将脱硫后的燃油中的氧化产物除去;s6:将s5中蒸馏后的混合液静置冷却,即可以得到脱硫后的燃油。
20.实施例4:本发明提供的一种用于燃油深度脱硫过程的氧化处理工艺,包括以下操作步骤;s1:将燃油原料加入反应釜,对反应釜内的燃油原料在45℃的温度下加热2h,接着在反应釜中加入催化剂和氧化剂,一边加入催化剂和氧化剂一边对燃油原料进行搅拌,加入的催化剂和氧化剂质量比为1:8,直至燃油原料与氧化剂混合均匀;s2:接着继续对反应釜进行加热,加热至58℃的温度,加热的过程中燃油原料与氧化剂进行氧化反应,反应3h之后,燃油原料经过氧化剂氧化后得到燃油、氧化产物和催化剂的混合液;s3:继续向s2中得到的混合液中加入氧化剂,继续加热至50℃,s2的混合液未完全反应完的燃油原料中的硫继续与氧化剂进行反应,第二次氧化反应的时间为2h,第二次加入的氧化剂与第一次加入的氧化剂的质量比为1:6,进一步对s2得到的混合液进行完全氧化,从而得到脱硫后的燃油、氧化产物和催化剂的混合液;s4:然后将s3得到脱硫后的燃油、氧化产物和催化剂的混合液加入至萃取装置中进行萃取,萃取后除去催化剂,接着再除去萃取剂,得到脱硫后的燃油和氧化产物的混合液;s5:接着将s4得到的脱硫后的燃油和氧化产物的混合液加入至蒸馏器,通过蒸馏方法,将脱硫后的燃油中的氧化产物除去;s6:将s5中蒸馏后的混合液静置冷却,即可以得到脱硫后的燃油。
21.实施例5:本发明提供的一种用于燃油深度脱硫过程的氧化处理工艺,包括以下操作步骤;s1:将燃油原料加入反应釜,对反应釜内的燃油原料在55℃的温度下加热3h,接着在反应釜中加入催化剂和氧化剂,一边加入催化剂和氧化剂一边对燃油原料进行搅拌,加入的催化剂和氧化剂质量比为1:10,直至燃油原料与氧化剂混合均匀;s2:接着继续对反应釜进行加热,加热至60℃的温度,加热的过程中燃油原料与氧化剂进行氧化反应,反应4h之后,燃油原料经过氧化剂氧化后得到燃油、氧化产物和催化剂的混合液;s3:继续向s2中得到的混合液中加入氧化剂,继续加热至54℃,s2的混合液未完全反应完的燃油原料中的硫继续与氧化剂进行反应,第二次氧化反应的时间为2.4h,第二次加入的氧化剂与第一次加入的氧化剂的质量比为1:7,进一步对s2得到的混合液进行完全氧化,从而得到脱硫后的燃油、氧化产物和催化剂的混合液;s4:然后将s3得到脱硫后的燃油、氧化产物和催化剂的混合液加入至萃取装置中进行萃取,萃取后除去催化剂,接着再除去萃取剂,得到脱硫后的燃油和氧化产物的混合
液;s5:接着将s4得到的脱硫后的燃油和氧化产物的混合液加入至蒸馏器,通过蒸馏方法,将脱硫后的燃油中的氧化产物除去;s6:将s5中蒸馏后的混合液静置冷却,即可以得到脱硫后的燃油。
22.由上述实施例可以得出以下表格: s1加热温度(℃)s1加热时间(h)催化剂和氧化剂质量比第一次氧化反应温度(℃)第一次氧化反应时间(h)实施例1300.81:5481.2实施例2351.21:6521.6实施例3401.61:7542实施例44521:8583实施例55531:10604 第二次氧化反应温度(℃)第二次氧化反应时间(h)第二次氧化剂和第一次氧化剂质量比脱硫所需时间(h)实施例1400.81:31.24实施例24311:41.18实施例3461.21:51.32实施例45021:61.36实施例5542.41:71.45
根据上述两个表格可以得出,在实施例2的条件下,燃油深度脱硫的速度最快,所需时间最少,且燃油通过氧化深度脱硫,可以在较为温和的条件下进行,减少了大量的能量消耗,降低了氧化深度脱硫的成本,同时避免了脱硫之后分离和萃取困难的问题。
23.以上所述,仅是本发明的较佳实施例,任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案对本发明加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此,依据本发明的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换,尽属于本发明要求保护的范围。
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