專(zhuān)利名稱(chēng)：一種采用高能電子束對(duì)油品進(jìn)行輻照的脫硫方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對(duì)油品進(jìn)行脫硫的方法，特別是采用高能電子束對(duì)油品進(jìn)行 輻照的脫硫方法，屬于民用非動(dòng)力核技術(shù)在石油化工領(lǐng)域的應(yīng)用范疇。
背景技術(shù)：
石油產(chǎn)品都含有不同程度的硫，硫的危害是多方面的。石油產(chǎn)品含硫不僅影 響現(xiàn)有的煉油工藝(如設(shè)備防腐，催化劑的性能等)、油品的質(zhì)量和性能(如安 定性等)，而且近年來(lái)，汽車(chē)增多,排放出的尾氣也增多，由于油品含硫所導(dǎo)致的 酸雨也逐漸影響到人類(lèi)生存的環(huán)境，因此人們必須不斷尋求更好的脫硫方法。
我國(guó)原油硫含量較低，但目前儲(chǔ)油量下降，進(jìn)口原油將成為煉廠主要的原料 來(lái)源。國(guó)外原油大都含硫量較高,尤其是中東原油含硫量非常高,脫除其中危害性 的硫，改進(jìn)脫硫工藝，最大限度提高脫硫效率，也要求開(kāi)發(fā)出更好的油品脫硫新工 藝。
油品中硫主要有兩種存在形式活性硫和非活性硫，前者包括元素硫、硫化 氫和硫醇，容易直接與金屬起反應(yīng)；后者包括硫醚、二硫化物、噻吩等，不容易 與金屬起反應(yīng)。長(zhǎng)期以來(lái)，煉油工業(yè)一般采用堿洗的辦法來(lái)脫除油品中的硫化物， 這一方法較為簡(jiǎn)單,但尚存在諸多問(wèn)題,如環(huán)境污染嚴(yán)重，脫硫效率低。通過(guò)堿洗， 可以除去油品中大部分硫化物,但卻產(chǎn)生大量的含硫廢水，如不加以妥善處理，對(duì) 環(huán)境的危害相當(dāng)嚴(yán)重。此外，由于堿洗對(duì)有機(jī)硫化物的脫除率不高,油品中還含有 不同程度的有機(jī)硫化物,如不進(jìn)一步進(jìn)行精制處理，會(huì)嚴(yán)重影響其使用價(jià)值。加氫 脫硫工藝也是一種傳統(tǒng)脫硫技術(shù)，它應(yīng)用時(shí)間較長(zhǎng)，脫硫深度較大，目前國(guó)內(nèi)外 仍在大量使用，并且各煉油企業(yè)不斷優(yōu)化裝置的操作條件，來(lái)提高脫硫效率。但 是這種方法具有一次性投資大、運(yùn)行成本高等缺點(diǎn)。且隨著環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的日益苛刻， 現(xiàn)有的加氫脫硫技術(shù)往往不能滿足深度脫硫的需要(如對(duì)柴油中的二苯并噻吩的 脫除)。現(xiàn)在人們還開(kāi)發(fā)出了催化氧化脫硫、催化吸附脫硫、催化裂化脫硫、萃 取脫硫、生物脫硫、微波脫硫等新型脫硫工藝，但這些工藝由于自身現(xiàn)有的一些 缺點(diǎn)，如需要催化劑、能耗高、脫硫效率不高、使用壽命等原因不能大規(guī)模推廣
和應(yīng)用。
采用高能粒子對(duì)材料進(jìn)行處理或加工是一種高科技的方法，與現(xiàn)有工藝相比 它具有很多優(yōu)點(diǎn)，如工藝簡(jiǎn)單，操作方便，能耗低，對(duì)環(huán)境影響很小，不會(huì)帶來(lái) 環(huán)境污染等。把高能粒子用在有機(jī)材料的某些處理方面已有一些研究和報(bào)道，如 CN101194684A就是采用高能電子束輻照裂解的方法降低短棉絨纖維素的聚合度 來(lái)制備不同纖維素組分的膳食纖維。CN1560201A采用Y射線對(duì)油品進(jìn)行脫硫醇 除臭處理。CN1544129A采用電子束深度氧化凈化煙道氣。但是采用高能電子束 對(duì)油品進(jìn)行輻照脫硫技術(shù)方面未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道和研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種采用高能電子束對(duì)油品進(jìn)行輻照的脫硫方法，其 采用電子加速器源提供的高能電子束對(duì)油品進(jìn)行輻照脫硫，工藝簡(jiǎn)單，能耗低， 脫硫效率高，符合環(huán)保要求。
本發(fā)明的技術(shù)方案是 一種采用高能電子束對(duì)油品進(jìn)行輻照的脫硫方法，其 特征在于具有以下步驟
a. 利用高能電子束對(duì)空氣進(jìn)行輻照，使空氣中含有高濃度臭氧；
b. 把輻照后的空氣輸入到輻照反應(yīng)器，與油品發(fā)生充分接觸；
c. 用高能電子束對(duì)油品和空氣進(jìn)行輻照，空氣的臭氧使油品中的有機(jī)硫發(fā)生
氧化反應(yīng)，被氧化成砜類(lèi)、亞砜類(lèi)和磺酸類(lèi)的含硫有機(jī)物。
如上所述的采用高能電子束對(duì)油品進(jìn)行輻照的脫硫方法，其特征在于從輻 照反應(yīng)器輸出氧化后的油品，采用傳統(tǒng)的極性溶劑萃取辦法對(duì)它其中的含硫有機(jī) 物進(jìn)行溶劑萃取，得到高含硫抽出物和低含硫抽余油，萃取溶劑從高含硫抽出物 中回收循環(huán)使用；高含硫抽出物經(jīng)化學(xué)方法或生物降解得到含硫副產(chǎn)品，低含硫 抽余油則進(jìn)一步加工生產(chǎn)低硫油品。
如上所述的采用高能電子束對(duì)油品進(jìn)行輻照的脫硫方法，其特征在于輻照 反應(yīng)器內(nèi)高能電子束能量0.2-5MeV，吸收劑量l一60kGy，吸收劑量率 0. l-30kGy/s，溫度0—200°C，壓力為O—5atm。
如上所述的采用高能電子束對(duì)油品進(jìn)行輻照的脫硫方法，其特征在于油品 是汽油、柴油、航煤油、重油、渣油和原油中的一種或幾種。
如上所述的采用高能電子束對(duì)油品進(jìn)行輻照的脫硫方法，其特征在于高能 電子束由高能電子加速器源提供。
如上所述的采用高能電子束對(duì)油品進(jìn)行輻照的脫硫方法，其特征在于高能 電子束輻照油品前，在輻照反應(yīng)器中添加具有催化活性的輔助物質(zhì)，它在鈦菁鈷 類(lèi)催化劑、雜多酸催化劑或負(fù)載過(guò)渡金屬催化劑中選擇。
本發(fā)明的工作原理是采用電子加速器源提供的高能電子束對(duì)油品(各種汽 油、柴油、航煤、重油、油渣甚至是原油)進(jìn)行輻照脫硫，高能電子束首先對(duì)空 氣分子進(jìn)行輻照，使得空氣中的部分氧氣生成臭氧，臭氧具有很強(qiáng)的氧化作用， 當(dāng)與油品分子在輻照環(huán)境下進(jìn)行接觸時(shí)，會(huì)把油品中的硫氧化，含硫有機(jī)物最后 生成常規(guī)極性溶劑可以萃取的硫的化合物，通過(guò)溶劑萃取，得到低含硫抽余油和 高含硫抽出物，溶劑則可回收循環(huán)使用。為了降低油品中的硫含量可以添加一些 輔助物質(zhì)，通過(guò)控制工藝條件和輔助物質(zhì)的用量和種類(lèi)來(lái)調(diào)控產(chǎn)品收率和質(zhì)量。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，只需設(shè)置輻照這個(gè)主要工藝過(guò)程； 起始投資總額小，且能耗低，操作費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于現(xiàn)有工藝，對(duì)保護(hù)環(huán)境有利，能 很大程度降低環(huán)境污染，且不會(huì)帶來(lái)二次污染；能夠通過(guò)添加輔助組分的種類(lèi)和 數(shù)量來(lái)更大程度降低油品中的硫含量，提升產(chǎn)品質(zhì)量。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明采用高能電子束對(duì)油品進(jìn)行輻照的脫硫方法做詳 細(xì)的說(shuō)明。
實(shí)施例l:把催化裂化所得的柴油在室溫下，通過(guò)泵打入輻照反應(yīng)器，此時(shí) 經(jīng)過(guò)高能電子束輻照后的空氣從輻照反應(yīng)器底部通過(guò)分散器以鼓泡的方式均勻 分散在油品中，輻照反應(yīng)器上部出口接有冷凝裝置，排空，油氣比為1: 1，高 能電子束(1.5Mev)對(duì)油品和空氣進(jìn)行輻照，輻照反應(yīng)器內(nèi)壓力為1.05atm，輻 照反應(yīng)器內(nèi)油品的吸收劑量速率為2kGy/s,吸收劑量為20 kGy。對(duì)空氣輻照的 條件是吸收劑量速率為5kGy/s，吸收劑量為20 kGy。然后采取50%的乙醇溶液 按油劑比l: l進(jìn)行萃取。以油品中硫醇含量來(lái)衡量油品的脫硫率，結(jié)果顯示， 輻照處理后，硫醇脫除率為82%，柴油收率為69%。
實(shí)施例2:把催化裂化所得的汽油在室溫下，通過(guò)泵打入輻照反應(yīng)器的入口，
在入口與高能電子束輻照后的空氣混合，通過(guò)霧化噴嘴，在輻照反應(yīng)器內(nèi)對(duì)油品 進(jìn)行霧化，并同時(shí)對(duì)輻照反應(yīng)器進(jìn)行輻照。輻照反應(yīng)器上部出口接有冷凝裝置， 排空。油氣比為1: 3，高能電子束(0.8Mev)對(duì)油品和空氣進(jìn)行輻照，輻照反 應(yīng)器內(nèi)壓力為1. latm，輻照反應(yīng)器內(nèi)油品的吸收劑量速率為2kGy/s，吸收劑量 為18kGy。對(duì)空氣輻照的條件是吸收劑量速率為6kGy/s，吸收劑量為18 kGy。 然后釆取50%的乙醇溶液按油劑比1: l進(jìn)行萃取。以油品中硫醇含量來(lái)衡量油 品的脫硫率，結(jié)果顯示，輻照處理后，硫醇脫除率為85%，汽油收率為65%。
實(shí)施例3:把催化裂化所得的柴油在5(TC下，通過(guò)泵打入輻照反應(yīng)器，此時(shí) 經(jīng)過(guò)高能電子束輻照后的空氣從輻照反應(yīng)器底部通過(guò)分散器以鼓泡的方式均勻 分散在油品中，輻照反應(yīng)器上部出口接有冷凝裝置，排空，油品與空氣的比例為 1: 2，往油品內(nèi)添加自制的負(fù)載型MnA—Al203催化劑，催化劑與油品的比例是 5: 100，高能電子束(1.5Mev)對(duì)油品和空氣進(jìn)行輻照，輻照反應(yīng)器內(nèi)壓力為 1.05atm，輻照反應(yīng)器內(nèi)油品的吸收劑量速率為3kGy/s,吸收劑量為15 kGy。對(duì) 空氣輻照的條件是吸收劑量速率為5kGy/s，吸收劑量為25kGy。然后采取50% 的乙醇溶液按油劑比l: l進(jìn)行萃取，以油品中硫醇含量來(lái)衡量油品的脫硫率， 結(jié)果顯示，輻照處理后，硫醇脫除率為93%，柴油收率為65%。
權(quán)利要求
1、一種采用高能電子束對(duì)油品進(jìn)行輻照的脫硫方法，其特征在于具有以下步驟a.利用高能電子束對(duì)空氣進(jìn)行輻照，使空氣中含有高濃度臭氧；b.把輻照后的空氣輸入到輻照反應(yīng)器，與油品發(fā)生充分接觸；c.用高能電子束對(duì)油品和空氣進(jìn)行輻照，空氣的臭氧使油品中的有機(jī)硫發(fā)生氧化反應(yīng)，被氧化成砜類(lèi)、亞砜類(lèi)和磺酸類(lèi)的含硫有機(jī)物。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的采用高能電子束對(duì)油品進(jìn)行輻照的脫硫方法，其特 征在于從輻照反應(yīng)器輸出氧化后的油品，采用傳統(tǒng)的極性溶劑萃取辦法對(duì)它其 中的含硫有機(jī)物進(jìn)行溶劑萃取，得到高含硫抽出物和低含硫抽余油，萃取溶劑從 高含硫抽出物中回收循環(huán)使用；高含硫抽出物經(jīng)化學(xué)方法或生物降解得到含硫副 產(chǎn)品，低含硫抽余油則進(jìn)一步加工生產(chǎn)低硫油品。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的采用高能電子束對(duì)油品進(jìn)行輻照的脫硫方法， 其特征在于輻照反應(yīng)器內(nèi)高能電子束能量0.2-5MeV,吸收劑量l一60kGy，吸收 劑量率O. 1-30kGy/s，溫度0—200。C，壓力為0—5atm。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的采用高能電子束對(duì)油品進(jìn)行輻照的脫硫方法， 其特征在于油品是汽油，柴油，航煤油，重油、渣油和原油中的一種或幾種。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的采用高能電子束對(duì)油品進(jìn)行輻照的脫硫方法，其 特征在于高能電子束由高能電子加速器源提供。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的采用高能電子束對(duì)油品進(jìn)行輻照的脫硫方法，其特征在于高能電子束輻照油品前，在輻照反應(yīng)器中添加具有催化活性的輔助物質(zhì)，它在鈦菁鈷類(lèi)催化劑、雜多酸催化劑、負(fù)載過(guò)渡金屬催化劑中選擇。
7、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的采用高能電子束對(duì)油品進(jìn)行輻照的脫硫方法，其 特征在于高能電子束輻照油品前，在輻照反應(yīng)器中添加具有催化活性的輔助物質(zhì)，它在鈦菁鈷類(lèi)催化劑、雜多酸催化劑、負(fù)載過(guò)渡金屬催化劑中選擇。
全文摘要
一種采用高能電子束對(duì)油品進(jìn)行輻照的脫硫方法，其特征在于具有以下步驟a.利用高能電子束對(duì)空氣進(jìn)行輻照，使空氣中含有高濃度臭氧；b.把輻照后的空氣輸入到輻照反應(yīng)器，與油品發(fā)生充分接觸；c.用高能電子束對(duì)油品和空氣進(jìn)行輻照，空氣的臭氧使油品中的有機(jī)硫發(fā)生氧化反應(yīng)，被氧化成砜類(lèi)、亞砜類(lèi)和磺酸類(lèi)的含硫有機(jī)物本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，只需設(shè)置輻照這個(gè)主要工藝過(guò)程；起始投資總額小，且能耗低，操作費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于現(xiàn)有工藝，對(duì)保護(hù)環(huán)境有利，能很大程度降低環(huán)境污染，且不會(huì)帶來(lái)二次污染；能夠通過(guò)添加輔助組分的種類(lèi)和數(shù)量來(lái)更大程度降低油品中的硫含量，提升產(chǎn)品質(zhì)量。
文檔編號(hào)C10G32/00GK101353593SQ20081019688
公開(kāi)日2009年1月28日 申請(qǐng)日期2008年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月8日
發(fā)明者馮敬濤, 蔡雄輝, 霍春生 申請(qǐng)人:湖北久瑞核技術(shù)股份有限公司