利用微波驱动的石油脱硫的方法技术

利用微波驱动石油脱硫的方法，其特征在于所述石油脱硫的方法主要包括如下步骤：向石油中加入脱硫反应助剂和乳化剂，并对体系进行乳化处理，得到油水分散均匀的乳化液；把乳化液放置于微波辐射下进行反应；反应结束后，分次加萃取剂到体系中，分离出脱硫后油品。反应助剂是过氧化物与酸的混合水溶液，该混合液中两物质的加入量体积比为１０∶１～１∶１，助剂混合水溶液与油品的体积比为１∶５～１∶３０；所述过氧化物是５％～３０％过氧化氢水溶液，折合成双氧水的含量为２－１０ｗｔ％或二氧化氯水溶液，浓度为２－１０克／升；酸是甲酸、乙酸、二氯乙酸、三氟乙酸、苯甲酸、柠檬酸、酒石酸、抗坏血酸、苹果酸、盐酸或磷酸。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种石油脱硫的方法，特别是。
技术介绍
石油中含硫化合物的存在，在炼油过程中会对炼油设备产生腐蚀作用，对炼油催 化剂、助剂和石油产品的品质也会产生不容忽视的影响。更为严重的是，使用含硫油品后 产生的二氧化硫等造成了严重的环境污染问题，极大地威胁到人类的生存环境和可持续发 展。因此，生产和使用环境友好的清洁石油产品已成为世界各国普遍重视的问题，各国环保 法规都对油品提出了越来越严格的允许含硫标准。这也给我们对石油进行深度脱硫提出了 新的挑战。催化加氢脱硫技术是目前工业上普遍使用的石油脱硫技术，对大部分含硫化合物 均有较好的脱除效果，但随着加氢过程的进行，脱硫速率急剧下降，脱硫难以深入，依靠加 氢精制实现石油产品低硫化的难度越来越大，因此，迫切需要我们寻找新的脱硫方法以满 足日益提高的石油产品清洁标准。目前研究的比较多的非加氢脱硫方法主要有生物脱硫、酸碱精制脱硫、吸附脱硫、 化学氧化脱硫等。生物脱硫技术一直被广泛关注，在石油脱硫领域，借助于近年来生命科学 的飞速发展，生物脱硫技术的研究得到更加广泛的重视。但是生物脱硫工艺目前还不成熟， 大规模的商业化应用，在技术上还存在一些瓶颈。首先，生物脱硫技术目前的脱硫效率并 不高，菌种少且开发难度大，脱硫的选择性差，对油品中烃类化合物也会产生降解作用，降 低了原油品质，所以如何进一步优化菌种，或者开发选择性效果更佳的生物催化剂，还需要 进行大量的研究。其次，由于微生物一般存在于水相，如何强化水相_油相间、液相与生物 膜间的物质传递，也是生物脱硫技术中急需解决的问题之一。碱洗精制是一种传统的脱硫 方法，在经过各种改进之后，该方法目前仍然在各炼油厂广泛使用，我国各炼油厂的直馏柴 油和催化柴油多数就是用碱洗法进行脱硫的。碱洗精制方法的主要不足之处是脱硫效率低 下，而且会带来严重的环境问题，大量碱的使用不可避免的会带来一些二次污染。另外，残 留在油品中的碱液会使油的品质降低，而油-碱的乳化问题也是所面临的难题之一。吸附 法脱硫的基本原理是利用吸附剂对石油中的含硫化合物进行选择性吸附，从而将其从油品 中去除的方法。吸附脱硫的关键在于吸附剂的选择和制备上。随着吸附剂性能的日益提高 和吸附工艺的逐渐成熟，吸附脱硫逐渐成为近年来研究的热点。但目前使用的吸附剂成本 较高，且回收利用较为复杂，有待进一步研究。化学氧化法是一种值得关注的石油脱硫的方 法。一般来说由于化学药剂的不断加入，虽然其脱硫效率较高，化学氧化法脱硫的成本较高 且会降低石油的品质。最近也有一种叫做超重力用于原油脱硫的报告，该方法在理论上较 为环保，不用加化学试剂，但其成本极高，很难进行实际的工业运用。CN99804475. X的专利技术公开了一种石油产品与酸性有机聚合物接触进行脱硫的一 种方法。该方法虽然不需要使用氢气，所优选的是全氟化酸性有机聚合物，由于有机聚合 物分子量大，难溶解，在酸性有机化合物表面上有机产物的积累会阻碍酸性有机聚合物催化剂与原料的接触，从而减慢脱硫过程，并可能使反应不能进行完成，另外有机聚合物难分 离，会吸附油质，含氟化合物也对环境不友好。CN200710027226. 0的专利技术介绍了一种吸附脱 硫的方法，该方法工艺简单，操作简便，但吸附剂难以再生，吸附剂制作繁杂、成本较高，且 吸附剂的脱硫选择性低，脱硫时间长，效率低和吸附容量小，难以进行工业化。2002年第21 卷第8期化工进展上《生物催化石油脱硫技术进展》报道了生物催化石油脱硫技术，该技术 可在低温低压下操作，不需要氢气，成本低，能处理各种油类，灵活性好，无污染，对环境友 好，但是在生物催化剂的活性、选择性和稳定性和发酵产率方面存在许多障碍，在菌种的选 择，生物催化剂的生产和再生等方面也存在众多目前无法解决的难题，而且生物催化技术 的工艺和工程问题，包括新型生物反应器的设计、分离技术、副产品的处理以及如何不降低 油品质量等问题都还在处在实验室研究阶段。总的来说，以上各技术方案虽然在脱硫效果上取得了一些进展，但目前尚无有较 高的脱硫效率并同时能不降低油品品质的脱硫技术，而且普遍投入成本大，尚处于研究阶 段，技术不成熟。如何克服现有技术中存在的问题，已是当今脱硫
中需要解决的问题之一。
技术实现思路
本专利技术的目的是在于提供一种以微波作为驱动手段的新型非加氢石油脱硫技术， 通过物理处理使得石油油品和反应助剂形成较为均勻的混合体系，然后在微波的驱动作用 下发生化学脱硫反应，以达到高效脱除石油中含硫化合物的效果。本专利技术的技术方案是，所述石油脱硫的方法包 括如下步骤1)向石油中加入脱硫反应助剂和乳化剂，并对体系进行乳化处理，得到油水分散 均勻的乳化液；2)把步骤1)中的乳化液放置于微波辐射下进行反应；3)反应结束后，分次加萃取剂到体系中，分离出脱硫后油品。步骤1)中，反应助剂是过氧化物与酸的混合水溶液，该混合液中两物质的加入量 体积比为10 1 1 1，助剂混合水溶液与油品的体积比为1 5 1 30;所述过氧 化物是5% 30%过氧化氢水溶液，折合成双氧水的含量为2-10wt%或二氧化氯水溶液， 浓度为2-10克/升；酸可以是甲酸、乙酸、二氯乙酸、三氟乙酸、苯甲酸、柠檬酸、酒石酸、抗 坏血酸、苹果酸等有机酸，当然也可以采用无机酸，如果设备耐腐蚀的要求及后处理有较高 要求亦可，盐酸、磷酸等较好。步骤1)中，乳化手段是超声波或高速物理搅拌剪切作用，其中，剪切转速为 3000 23000转/分钟；乳化的时间为3 8分钟。乳化剂采用常规的表面活性剂，如 SP-80、TW-60、NP-4、NP-10、十二烷基苯磺酸纳等。步骤2)中，所述的微波辐照反应时间为3 10分钟，微波的频率500 3000MHz， 反应温度为50 90°C，压力是常压。步骤3)中，微波辐照反应完成后进行破乳分层，破乳剂可以是TA、AR、PFA、DPA、 SDT、AE、AP、SP、BP、US等系列；也可采用萃取的方法进行分离所述萃取剂为碱性溶液，采 用5% 10衬％的碳酸钠或碳酸氢钠水溶液，或采用0. 3 的氢氧化钠水溶液；碳酸4钠水溶液、碳酸氢钠水溶液或氢氧化钠水溶液与油品的体积比为1 2 1 10。采用碱 性溶液萃取的工艺时亦可以在微波幅照并加以静置分层的工艺条件，微波幅照时间在1 10分钟后静置分层。步骤1)和2)可以循环进行，即设计出了一个泵输循环系统使得乳化和微波驱动 处理可以连续循环地进行，提高了效率。本专利技术与现有技术相比有益效果在于1)本专利技术是一种综合了物理和化学手段 于一体的石油脱硫手段，通过微波的高效驱动作用以及脱硫助剂的化学反应作用，最终使 得石油中的含硫化合物转化为容易除去的物质，再通过简单的分离手段，实现脱硫的目的， 尤其是对于其他方法难以脱除的噻吩类等含硫化合物的脱除效果特别明显；2)本专利技术采 用的微波驱动手段，使得反应时间大大缩短，从原理上来说，主要是利用特定频段的微波对 石油样品体系中非极性或极性较小的烃类物质(介电常数一般较小)作用较小，而对有一 定极性含硫化合物等物质以及加入体系中的助剂(多为水体系，介电常数较大)具有较强 的作用效果。这样既能不破坏整体的油相结构，又能对含硫物质进行有针对性的处理，起到 了选择性作用的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用微波驱动石油脱硫的方法，其特征在于所述石油脱硫的方法主要包括如下步骤：　　１）向石油中加入脱硫反应助剂和乳化剂，并对体系进行乳化处理，得到油水分散均匀的乳化液；　　２）把步骤１）中的乳化液放置于微波辐射下进行反应；　　３）反应结束后，分次加萃取剂到体系中，分离出脱硫后油品。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡柏星，丁乃东，何其慧，胡意文，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]