PDF《第34 卷第 8 期》

3 times while maintaining high removal performance, with low energy consumption and easy operation. Keywords: FCC dry gas;

Fe/ Zn?TMS system;

H2 S;

absorption;

oxidation regeneration

1 引言(Introduction) 目前,我国已探明储量的原油品位在不断下 降,高硫原油、超稠油储量所占比重加大.随着我国 经济的快速发展,相关产业对低硫原油、轻质原油 的需求量不断增加,使得炼油厂催化裂化反应深度 越来越深,导致催化裂化干气中 H2 S、COS、CS2 等酸 性气体组分大幅度增加(石亚华,2009).其中,H2 S

8 期 吴春雷等:Fe/ Zn?TMS 体系吸收去除催化裂化干气中H2 S的性能 所占比重最大,同时产生的危害也最为严重.为防止 对周围的环境产生污染及对设备管线的腐蚀和后 续加工过程中的催化剂中毒( 孟邱等,2011;

陈鸣 等,2012;

彭勇,2010),含H2 S 的催化裂化干气无论 是作为自用燃料还是作为化工原料,均需要脱硫 处理. 近年来,一种以 Fe3+ 盐溶液催化氧化脱除 H2 S 的新型催化氧化脱硫方法逐渐受到人们的重视. Jung 等(2003)研究了 Fe / MgO 催化氧化体系,发现 该体系的脱硫率达到 99.1%,但该体系存在制备过 程比较复杂,Fe3+ 再生时消耗氧气量大等缺陷. 同时,与此体系相似的 Fe / Cu 体系和 Zn / Fe 体系在用 于脱除 H2 S 时,两种体系均在低浓度 H2 S 下保持接 近100%的脱除率(张俊丰等,2005;

2006a;

2006b;

Zhang et al.,2006;

严召等,2008),但处理较高浓度 的H2 S 时则无法保持长时间的高效脱除率.为解决 这一缺陷,TMS 被提出用作辅助吸收剂添加在活性 体系中,延长体系在高负荷条件下的高效脱硫时 间,如砜胺?II 和砜胺?III(熊运涛等,2013).对于单 纯的 Fe / Zn 体系,吸收富液再生采用电化学氧化再 生,需设计专用电解槽,与Fe / Cu 体系所使用的空 气或氧气氧化相比费用较高;

此外,还存在 Fe / Zn 体系中 Fe2+ 在复杂的隔膜电解槽中电化学氧化时, 再生时间长, 设备复杂, 工业化运用困难等缺点 (Wang et al.,2001). 本研究针对 Fe / Zn 体系在较高浓度 H2 S 条件 下无法保持理想的脱除率及吸收富液再生上的缺 点,提出一种以乙醇为溶剂, FeCl3 ・6H2 O 为氧化 剂、ZnCl2 为催化剂、环丁砜(TMS) 为辅助吸收剂的 吸收体系― ― ―Fe / Zn?TMS 体系,该体系使原来单一 的化学吸收转变成物理化学吸收.Fe / Zn?TMS 体系 中的 Fe / Zn 体系与 Fe / Cu 体系原理相似,在一定的 条件下可以采用空气氧化再生,但TMS 作为物理吸 收剂,空气氧化再生对其作用甚微,含TMS 的吸收 液再生一般采用加热闪蒸(胡天友等,2009;

张新军 等,2012).研究表明,物理吸收剂 TMS 在其高浓度 条件下适用于有机硫的去除,而在低浓度条件下对 H2 S 去除效果较好,在高酸性气体负荷条件下,TMS 表现优异且能够缓解体系对设备的腐蚀(陈颖等, 2011;

胡天友等,2007).对于单纯的 Fe / Zn 体系,该 体系吸收富液再生采用电化学氧化再生,需设计专 用电解槽,与相似的 Fe / Cu 体系所使用的空气或氧 气氧 化相比较费用较高. 基于此, 本研究采用FeCl3 ・6H2 O、ZnCl2 和环丁砜(TMS ) 复配形成Fe / Zn?TMS体系,用于脱除催化裂化( FCC) 干气中 的H2 S,并用 30% H2 O2 氧化再生吸收富液.在第一 阶段脱硫实验中确定各活性成分比例、吸收液体积 浓度、吸收液 pH 值等对脱硫效率的影响,在第二阶 段吸收富液再生实验中研究了 H2 O2 用量、吸收富液 pH 值对 Fe2+ 氧化率的影响,在第三阶段综合考虑吸 收和再生进行了重复吸收实验.