CN100562557C - 一种采用高能电子束对油品进行辐照的脱硫方法 - Google Patents
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Abstract
一种采用高能电子束对油品进行辐照的脱硫方法，其特征在于：具有以下步骤：a.利用高能电子束对空气进行辐照，使空气中含有高浓度臭氧；b.把辐照后的空气输入到辐照反应器，与油品发生充分接触；c.用高能电子束对油品和空气进行辐照，空气的臭氧使油品中的有机硫发生氧化反应，被氧化成砜类、亚砜类和磺酸类的含硫有机物。本发明工艺简单，只需设置辐照这个主要工艺过程；起始投资总额小，且能耗低，操作费用远远低于现有工艺，对保护环境有利，能很大程度降低环境污染，且不会带来二次污染；能够通过添加辅助组分的种类和数量来更大程度降低油品中的硫含量，提升产品质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种对油品进行脱硫的方法，特别是采用高能电子束对油品进行辐照的脱硫方法，属于民用非动力核技术在石油化工领域的应用范畴。
背景技术
石油产品都含有不同程度的硫，硫的危害是多方面的。石油产品含硫不仅影响现有的炼油工艺(如设备防腐，催化剂的性能等)、油品的质量和性能(如安定性等)，而且近年来，汽车增多，排放出的尾气也增多，由于油品含硫所导致的酸雨也逐渐影响到人类生存的环境，因此人们必须不断寻求更好的脱硫方法。
我国原油硫含量较低，但目前储油量下降，进口原油将成为炼厂主要的原料来源。国外原油大都含硫量较高，尤其是中东原油含硫量非常高，脱除其中危害性的硫，改进脱硫工艺，最大限度提高脱硫效率，也要求开发出更好的油品脱硫新工艺。
油品中硫主要有两种存在形式：活性硫和非活性硫，前者包括元素硫、硫化氢和硫醇，容易直接与金属起反应；后者包括硫醚、二硫化物、噻吩等，不容易与金属起反应。长期以来，炼油工业一般采用碱洗的办法来脱除油品中的硫化物，这一方法较为简单，但尚存在诸多问题，如环境污染严重，脱硫效率低。通过碱洗，可以除去油品中大部分硫化物，但却产生大量的含硫废水，如不加以妥善处理，对环境的危害相当严重。此外，由于碱洗对有机硫化物的脱除率不高，油品中还含有不同程度的有机硫化物，如不进一步进行精制处理，会严重影响其使用价值。加氢脱硫工艺也是一种传统脱硫技术，它应用时间较长，脱硫深度较大，目前国内外仍在大量使用，并且各炼油企业不断优化装置的操作条件，来提高脱硫效率。但是这种方法具有一次性投资大、运行成本高等缺点。且随着环境标准的日益苛刻，现有的加氢脱硫技术往往不能满足深度脱硫的需要(如对柴油中的二苯并噻吩的脱除)。现在人们还开发出了催化氧化脱硫、催化吸附脱硫、催化裂化脱硫、萃取脱硫、生物脱硫、微波脱硫等新型脱硫工艺，但这些工艺由于自身现有的一些缺点，如需要催化剂、能耗高、脱硫效率不高、使用寿命等原因不能大规模推广和应用。
采用高能粒子对材料进行处理或加工是一种高科技的方法，与现有工艺相比它具有很多优点，如工艺简单，操作方便，能耗低，对环境影响很小，不会带来环境污染等。把高能粒子用在有机材料的某些处理方面已有一些研究和报道，如CN101194684A就是采用高能电子束辐照裂解的方法降低短棉绒纤维素的聚合度来制备不同纤维素组分的膳食纤维。CN1560201A采用γ射线对油品进行脱硫醇除臭处理。CN1544129A采用电子束深度氧化净化烟道气。但是采用高能电子束对油品进行辐照脱硫技术方面未见相关报道和研究。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采用高能电子束对油品进行辐照的脱硫方法，其采用电子加速器源提供的高能电子束对油品进行辐照脱硫，工艺简单，能耗低，脱硫效率高，符合环保要求。
本发明的技术方案是：一种采用高能电子束对油品进行辐照的脱硫方法，其特征在于：具有以下步骤：
a.利用高能电子束对空气进行辐照，使空气中含有高浓度臭氧；
b.把辐照后的空气输入到辐照反应器，与油品发生充分接触；
c.用高能电子束对油品和空气进行辐照，空气的臭氧使油品中的有机硫发生
氧化反应，被氧化成砜类、亚砜类和磺酸类的含硫有机物。
如上所述的采用高能电子束对油品进行辐照的脱硫方法，其特征在于：从辐照反应器输出氧化后的油品，采用传统的极性溶剂萃取办法对它其中的含硫有机物进行溶剂萃取，得到高含硫抽出物和低含硫抽余油，萃取溶剂从高含硫抽出物中回收循环使用；高含硫抽出物经化学方法或生物降解得到含硫副产品，低含硫抽余油则进一步加工生产低硫油品。
如上所述的采用高能电子束对油品进行辐照的脱硫方法，其特征在于：辐照反应器内高能电子束能量0.2-5MeV，吸收剂量1-60kGy，吸收剂量率0.1-30kGy/s，温度0-200℃，压力为0-5atm。
如上所述的采用高能电子束对油品进行辐照的脱硫方法，其特征在于：油品是汽油、柴油、航煤油、重油、渣油和原油中的一种或几种。
如上所述的采用高能电子束对油品进行辐照的脱硫方法，其特征在于：高能电子束由高能电子加速器源提供。
如上所述的采用高能电子束对油品进行辐照的脱硫方法，其特征在于：高能电子束辐照油品前，在辐照反应器中添加具有催化活性的辅助物质，它在钛菁钴类催化剂、杂多酸催化剂或负载过渡金属催化剂中选择。
本发明的工作原理是：采用电子加速器源提供的高能电子束对油品(各种汽油、柴油、航煤、重油、油渣甚至是原油)进行辐照脱硫，高能电子束首先对空气分子进行辐照，使得空气中的部分氧气生成臭氧，臭氧具有很强的氧化作用，当与油品分子在辐照环境下进行接触时，会把油品中的硫氧化，含硫有机物最后生成常规极性溶剂可以萃取的硫的化合物，通过溶剂萃取，得到低含硫抽余油和高含硫抽出物，溶剂则可回收循环使用。为了降低油品中的硫含量可以添加一些辅助物质，通过控制工艺条件和辅助物质的用量和种类来调控产品收率和质量。
本发明的有益效果是：本发明工艺简单，只需设置辐照这个主要工艺过程；起始投资总额小，且能耗低，操作费用远远低于现有工艺，对保护环境有利，能很大程度降低环境污染，且不会带来二次污染；能够通过添加辅助组分的种类和数量来更大程度降低油品中的硫含量，提升产品质量。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明采用高能电子束对油品进行辐照的脱硫方法做详细的说明。
实施例1：把催化裂化所得的柴油在室温下，通过泵打入辐照反应器，此时经过高能电子束辐照后的空气从辐照反应器底部通过分散器以鼓泡的方式均匀分散在油品中，辐照反应器上部出口接有冷凝装置，排空，油气比为1∶1，高能电子束(1.5Mev)对油品和空气进行辐照，辐照反应器内压力为1.05atm，辐照反应器内油品的吸收剂量速率为2kGy/s，吸收剂量为20kGy。对空气辐照的条件是吸收剂量速率为5kGy/s，吸收剂量为20kGy。然后采取50％的乙醇溶液按油剂比1∶1进行萃取。以油品中硫醇含量来衡量油品的脱硫率，结果显示，辐照处理后，硫醇脱除率为82％，柴油收率为69％。
实施例2：把催化裂化所得的汽油在室温下，通过泵打入辐照反应器的入口，在入口与高能电子束辐照后的空气混合，通过雾化喷嘴，在辐照反应器内对油品进行雾化，并同时对辐照反应器进行辐照。辐照反应器上部出口接有冷凝装置，排空。油气比为1∶3，高能电子束(0.8Mev)对油品和空气进行辐照，辐照反应器内压力为1.1atm，辐照反应器内油品的吸收剂量速率为2kGy/s，吸收剂量为18kGy。对空气辐照的条件是吸收剂量速率为6kGy/s，吸收剂量为18kGy。然后采取50％的乙醇溶液按油剂比1∶1进行萃取。以油品中硫醇含量来衡量油品的脱硫率，结果显示，辐照处理后，硫醇脱除率为85％，汽油收率为65％。
实施例3：把催化裂化所得的柴油在50℃下，通过泵打入辐照反应器，此时经过高能电子束辐照后的空气从辐照反应器底部通过分散器以鼓泡的方式均匀分散在油品中，辐照反应器上部出口接有冷凝装置，排空，油品与空气的比例为1∶2，往油品内添加自制的负载型Mn2O3-Al2O3催化剂，催化剂与油品的比例是5∶100，高能电子束(1.5Mev)对油品和空气进行辐照，辐照反应器内压力为1.05atm，辐照反应器内油品的吸收剂量速率为3kGy/s，吸收剂量为15kGy。对空气辐照的条件是吸收剂量速率为5kGy/s，吸收剂量为25kGy。然后采取50％的乙醇溶液按油剂比1∶1进行萃取，以油品中硫醇含量来衡量油品的脱硫率，结果显示，辐照处理后，硫醇脱除率为93％，柴油收率为65％。
Claims (7)
1、一种采用高能电子束对油品进行辐照的脱硫方法，其特征在于：具有以下步骤：
a.利用高能电子束对空气进行辐照，使空气中含有高浓度臭氧；
b.把辐照后的空气输入到辐照反应器，与油品发生充分接触；
c.用高能电子束对油品和空气进行辐照，空气的臭氧使油品中的有机硫发生氧化反应，被氧化成砜类、亚砜类和磺酸类的含硫有机物；
d.从辐照反应器输出氧化后的油品，采用传统的极性溶剂萃取办法对它其中的含硫有机物进行溶剂萃取，得到高含硫抽出物和低含硫抽余油。
2、根据权利要求1所述的采用高能电子束对油品进行辐照的脱硫方法，其特征在于：萃取溶剂从高含硫抽出物中回收循环使用；高含硫抽出物经化学方法或生物降解得到含硫副产品，低含硫抽余油则进一步加工生产低硫油品。
3、根据权利要求1或2所述的采用高能电子束对油品进行辐照的脱硫方法，其特征在于：辐照反应器内高能电子束能量0.2-5MeV，吸收剂量1-60kGy，吸收剂量率0.1-30kGy/s，温度0-200℃，压力为0-5atm。
4、根据权利要求1或2所述的采用高能电子束对油品进行辐照的脱硫方法，其特征在于：油品是汽油，柴油，航空煤油，重油、渣油和原油中的一种或几种。
5、根据权利要求3所述的采用高能电子束对油品进行辐照的脱硫方法，其特征在于：高能电子束由高能电子加速器源提供。
6、根据权利要求1或2所述的采用高能电子束对油品进行辐照的脱硫方法，其特征在于：高能电子束辐照油品前，在辐照反应器中添加具有催化活性的辅助物质，它在钛菁钴类催化剂、杂多酸催化剂、负载过渡金属催化剂中选择。
7、根据权利要求3所述的采用高能电子束对油品进行辐照的脱硫方法，其特征在于：高能电子束辐照油品前，在辐照反应器中添加具有催化活性的辅助物质，它在钛菁钴类催化剂、杂多酸催化剂、负载过渡金属催化剂中选择。
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| 电子束脱硫技术在我国的应用前景. 于军玲，李守信，马双忱.电力情报，第NO.2期. 2001 |
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