바이오탈황은 바이오촉매 탈황 (BDS) 이라고도 하며, 상온 상압에서 호기성과 혐기성 세균을 이용하여 석유에서 유황 함유 잡환 화합물에 황을 결합하는 신기술이다. 일찍이 1948 에서 미국은 바이오 탈황 특허를 가지고 있었지만, 탄화수소황화물을 성공적으로 제거하지 못한 사례는 세균의 역할을 효과적으로 통제할 수 없기 때문이다. 이후 또 몇 가지' 미생물 탈황' 의 성공 보도가 있었지만, 응용가치가 크지 않았다. 미생물이 기름 속의 황을 제거했지만, 기름 속의 대량의 탄소를 소비하여 기름 속의 대량의 발열 [9] 을 줄였기 때문이다. 과학자들은 1998, 미국 가스기술연구소 (IGT) 연구원들이 두 가지 특수한 균주를 분리하는 데 성공하여, 다이벤젠과 티 오펜의 황을 선택적으로 제거하고 유류에서 잡환황 분자를 제거하는 산업 모형을 연이어 생산할 때까지 깊이 연구하고 있다. 1992 미국에서 각각 두 개의 특허 출원 (5002888 및 56544). 미국 에너지생물시스템회사 (EBC) 는 이 두 변종의 사용권을 얻었다. 이를 바탕으로 회사는 바이오 탈황 촉매제를 성공적으로 생산하고 재생했을 뿐만 아니라 촉매제의 생산 비용을 절감하고 수명을 연장시켰다. 또한 회사는 옥수수 홍구균을 분리해 C-S 키를 끊어 탈황 과정에서 석유탄화수소를 잃지 않는 목적 [10] 을 달성했다. 현재, EBC 는 이미 세계에서 생물 탈황 기술 연구가 가장 광범위한 회사가 되었다. 또한 일본 산업기술종합연구소 생명공학산업기술연구소와 석유공업활성화센터는 디젤유 탈황신균을 공동으로 개발해 디젤유 중 디 벤조 티 오펜과 벤조티 오펜의 황을 동시에 제거할 수 있도록 했다. 이 두 황화물 중 황은 다른 방법으로 제거하기 어려운 [1 1] 이다.

BDS 공예는 자연계에서 발생하는 호기성 박테리아와 유기 황화물 사이의 산화 반응이다. 선택적 산화는 C-S 결합을 파괴하고, 황 원자를 황산염이나 아황산염으로 산화시켜 수상으로 옮기는 반면, DBT 의 골격 구조는 수산기 비페닐로 산화되어 유상에 남아 황화물을 제거하는 목적을 달성한다. BDS 기술은 출현 이후 수십 년 동안 발전해 왔으며 아직 개발 및 연구 단계에 있습니다. BDS 기술은 많은 장점을 가지고 있어 기존 HDS 장치와 유기적으로 결합될 수 있어 생산비용을 크게 낮출 수 있을 뿐만 아니라 유기황 제품의 부가가치가 높아 HDS 보다 경제경쟁력이 더 강하다. 동시에 BDS 는 촉매 흡착 탈황과 결합될 수 있어 연료 유 심도 탈황을 실현하는 효과적인 방법이다. 따라서 BDS 기술은 광범위한 응용 전망을 가지고 있으며 20 10 정도에 공업설비가 나타날 것으로 예상된다.

4 탈황 신기술

4. 1 산화 탈황 기술

산화 탈황 기술은 산화제로 티 오펜 황화물을 술폰과 술폰으로 산화시킨 다음 용제 추출법으로 유품에서 술폰과 술폰을 제거하는 것이다. 산화제 재생 후 재활용. 현재 저 유황 디젤은 수소화 기술을 통해 생산됩니다. 디젤의 디메틸 디 벤조 티 오펜 구조가 안정적이어서 수소화 탈황이 어려워 유중 황 함량을 10 μg/g 로 낮추기 위해서는 높은 반응압력과 낮은 공속도가 필요하기 때문에 수소화 기술의 투자비용과 생산비용이 늘어난 것은 의심할 여지가 없다. 산화 탈황 기술은 디젤 분획 10 μg/g 의 요구 사항을 충족시킬 수 있을 뿐만 아니라 재수출 수출에 간단하고 실행 가능한 탈황 장치를 설치하는 것이 최종 유품의 품질을 만족시킬 수 있는 좋은 방법이다.

(1) ASR-2 산화 탈황 기술

ASR-2 [12] 산화 탈황 기술은 Unipure 가 개발한 새로운 탈황 기술이다. 이 기술은 투자와 운영비용이 낮고, 운영조건이 온화하며, 수소원이 필요 없고, 에너지 소비량이 낮고, 오염배출이 없고, 초저황 디젤을 생산할 수 있고, 설비 건설이 유연하다는 장점을 가지고 있어 정유 공장과 판매망이 유황 함량 요건을 충족시킬 수 있는 경제적이고 믿을 만한 방법을 제공한다.

실험 과정에서 이 기술은 결국 디젤의 황 함량을 7000 μg/g 에서 5 μg/g/g 로 낮출 수 있으며, 이 기술은 초저황 디젤을 유류 혼합조로 생산하여 유품 가공 및 판매 시장의 수요를 충족시키는 데도 사용할 수 있다. 현재 ASR-2 기술은 파일럿 및 산업 실험 설계를 진행하고 있습니다. 공정은 다음과 같습니다: 황 함유 디젤과 산화제 및 촉매의 수상은 반응기에서 혼합되며, 티 오펜 황 함유 화합물은 대기압과 온화한 온도에서 술폰으로 산화됩니다. 그런 다음 폐촉매제와 텅스텐이 함유된 수상을 유상에서 분리해 재생 부분으로 보내 텅스텐을 제거하고 촉매제를 재생한다. 술폰이 함유된 유상을 추출 시스템에 보내어 술폰과 유상 분리를 실현하다. 수상과 유상으로부터 얻은 술폰을 함께 처리 시스템으로 보내 고부가가치 화공 제품을 생산한다.

ASR-2 탈황 기술은 이미 여러 해 동안 연구되었지만 공업에 응용되지 않았다. 주로 촉매제 재생주기, 산화물 제거 등 일부 기술 문제는 아직 해결되지 않았다. ASR-2 기술은 디젤 제품의 황 함량을 5 μg/g/g 로 만들어 수소 처리 기술의 디젤 제품 황 함량이 각각 30 μg/g 및 15 μg/g 보다 훨씬 적다. 따라서 일부 기술적 문제를 잘 해결할 수 있다면 ASR-2 산화 탈황 기술은 매우 넓은 시장 전망을 가질 것입니다.

(2) 초음파 산화 탈황 기술

초음파 산화 탈황 (SUPHCO) [13] 기술은 남부 캘리포니아 대학과 SUPHCO 가 공동으로 개발한 새로운 탈황 기술이다. 이 기술의 화학원리는 ASR-2 기술과 거의 동일하지만, SulphCo 기술은 초음파 반응기를 사용하여 반응 과정을 강화하고 탈황 효과가 더 이상적이라는 점이 다릅니다. 그 과정은 다음과 같다: 원료와 산화제와 촉매제가 함유된 수상이 반응기에서 혼합되고, 초음파의 작용으로 작은 기포가 빠르게 발생하고 파열되어 유상과 수상이 격렬하게 혼합되고, 초음파는 짧은 시간 안에 혼합재의 국부 온도와 압력을 빠르게 올리고, 혼합물질에서 과산화수소를 발생시켜 황화물에 참여하는 반응을 일으킨다. 설폰과 황산염은 용제 추출을 통해 제거되고 용제가 재생된 후 재순환된다. 설폰과 황산염은 다른 화학 제품을 생산하는 데 사용할 수 있다.

SulphCo 는 실험실 작업을 마친 후 파일럿 확대 실험을 진행하여 만족스러운 결과를 얻었다. 즉, 황 함량이 다른 디젤이 산화 탈황 기술로 처리된 후 황 함량이 10 μg/g 이하로 떨어질 수 있다는 것이다. 현재 Bechtel 은 유황 성형 기술의 공업 실험에 착수하고 있다.

4.2 광 플라즈마 탈황 기술 [14]

일본 국립오염자원연구소, 독일 투빈근대 등은 자외선 조사와 플라즈마 기술 탈황을 연구했다. 그 메커니즘은 다음과 같습니다: 디설파이드는 S-S 결합을 끊어서 자유기반을 형성하고, 설파이드와 티올은 각각 C-S 와 S-H 결합을 끊어서 자유기반을 형성하고, 반응은 다음과 같습니다.

산화제 반응 없음:

Ch3s-+-CH3 CH4+CH2 = = = = = = S.

Ch3s-+ch3ch2rch3sh+CH2 = = = = = sch2r

CH3S-+CH3S-ch 3s CH3

Ch3s-+CH2 = = = = sch3sch2s-ch3ch3sch2 sch3

산화제의 존재 하에서의 반응:

CH3S-+O2 CH3SOO- RH CH3SOOH+R-

SO3+ -CH3

CH3SOOH Rr CH3SO-+-OH

CH3SO-+RH CH3SOH+R-

3CH3SOOH CH3SOOSCH3+CH3SO3H

이 기술은 각종 유기 황화물과 원유 휘발유를 대상으로 하며 분자 구조에 따라 알칸, 올레핀, 방향족, 황화물 또는 원소 황으로 탈황률이 20 ~ 80% 에 이른다. 방사능과 동시에 공기를 통과하면 탈황률이 60% ~ 100% 로 높아지고 황은 SO3, SO2 또는 황으로 전환되며 물로 세탁하면 제거된다.