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作为国民经济支柱产业之一的汽车工业发展迅猛,汽车燃料消耗成为世界石油消耗增长的主要动力,但由此造成的大气污染也同益严重。随着环境保护法规的日趋严格,世界各国对发动机燃料的质量提出了愈来愈高的要求,中国也加快了汽油质量升级的步伐,迫切要求开发满足更为严格汽油质量标准的清洁汽油生产技术。中国车用汽油调和组分以催化裂化(FCC)汽油为主,降低FCC汽油的硫含量和烯烃含量是中国炼油工业生产清洁汽油的重点任务,选择性加氢脱硫(HDS)技术是目前实现FCC汽油清洁化的主流技术,选择性HDS催化剂是技术核心。 本研究首先研制出了一种新型CoMo/Al2O3 FCC汽油选择性HDS催化剂,完成了催化剂的实验室定型,考察了该催化剂对模型化合物和真实FCC汽油的HDS活性。结果显示,在以Mo为主活性组分的HDS催化剂中引入Co形成了Co-Mo-S结构,有利于抑制烯烃加氢反应的进行,提高催化剂的HDS选择性,进而减少加氢产品的辛烷值损失;实验室研制的催化剂具有很好的HDS活性和选择性,可以生产满足国Ⅲ和国Ⅳ标准硫含量要求的清洁汽油,并且烯烃饱和率较低,即辛烷值损失较少。该催化剂还具有很好的稳定性和可再生性能,在2200h反应后,仍保持较高的脱硫活性,具有长周期运行潜力。此外,该催化剂还显示出很好的原料适应性,对高硫汽、高烯烃汽油和低硫汽油均具有很好的HDS活性和选择性。采用真实FCC汽油研究了噻吩类硫化物的相对脱硫活性,发现噻吩类硫化物的脱硫活性顺序为:苯并噻吩＞三甲基噻吩＞二甲基噻吩＞甲基噻吩＞噻吩;对于FCC汽油的HDS反应,位阻效应不是影响噻吩类硫化物脱硫活性的决定因素;催化剂中的L酸有利于噻吩类硫化物的吸附和脱除,增加催化剂的L酸量可以提高催化剂的HDS活性。 对催化剂进行了500kg中试放大,放大催化剂与实验室制备催化剂的物理性质基本相同,不同批次放大催化剂的物性稳定;在相同的反应条件下,放大催化剂与实验室制备催化剂的脱硫率、烯烃饱和率及产品的辛烷值损失也基本相同,说明催化剂制备工艺可行。 对于低硫FCC汽油(硫含量为83μg/g),采用全馏分加工工艺方案进行了中试评价,在1000h运转过程中,脱硫率始终保持在70-85%之间,研究法辛烷值(RON)平均损失1.6个单位,液收99.7%;对于高硫FCC汽油(硫含量为259.5～μg/g),采用切割加工工艺方案进行了中试评价,在1000h运转过程中,重汽油馏分的脱硫率始终保持在85-95%之间,调和后汽油产品的RON平均损失1.3个单位,液收99.5%。催化剂在两种情况下均显示了较高的脱硫能力和较好的辛烷值保持能力,具有很好的工业应用前景。