一種在烴類物料脫砷工藝中高精度、高容量脫水的方法
2023-04-26 21:44:31
專利名稱：一種在烴類物料脫砷工藝中高精度、高容量脫水的方法
技術領域：
本發明涉及一種在烴類物料脫砷工藝中高精度、高容量脫水的方法，屬於 石油化工物料淨化技術領域。
背景技術：
眾所周知，石油主要是烴類，其中所含有的雜質硫或砷等物質，對石油加 工和產品質量會帶來嚴重影響。例如，如果將含有硫或砷的諸如石腦油等輕質 油品作為乙烯裂解原料，該輕質油品內部的雜質砷不僅會影響裂解爐的清焦周 期和乙烯的收率，而且也可能會引起後續加氫裝置中加氫催化劑的中毒和聚合 裝置烯烴聚合催化劑的中毒，直接影響產品質量。為了避免上述問題，必須對 上述輕烴進行脫硫和脫砷預處理，否則其無法直接應用於後續化工生產中。從烴類中脫除砷化物的常用方法是將含有砷化物的烴類原料，在一定條件 下流經一種固體吸附材料，使其中的砷化物被吸附，這種固體吸附材料通常稱 為脫砷劑。脫砷劑屬多孔性物質，對水有極強的吸附能力，當水吸附飽和後，脫砷劑 的性能將受到明顯的影響。因此，若想保證脫砷工藝裝置長周期運行，脫砷之 前需要先進行脫水。目前，工業上使用最多的脫水劑是氧化鋁和分子篩。脫水劑分子篩主要應用品種有3A、 4A、 5A、 13X以及以上述為基質的改性 產品。分子篩的吸水率一般可達到自身重量的20-26%，活性氧化鋁的吸水率一 般可達到自身重量的15-17%。氧化鋁、分子篩等目前所使用的吸水劑，缺點是吸水倍率不高，其吸水容量會很快達到飽和，需要經常進行切換乾燥罐、氮氣置換、氮氣升溫再生的操作過程。分子篩和氧化鋁再生所需溫度較高(250-32(TC)、工藝複雜，從而導 致脫水脫砷工藝過程中，循環水、氮氣、電等消耗增加，且增加了裝置運營成 本。因此，為保證脫砷精製工藝長周期運行，找到一種在烴類物料脫砷工藝中 高精度、高容量脫水的方法是非常有必要的。發明內容本發明的目的是為了解決前述問題而提供一種在烴類物料脫砷工藝中高精 度、高容量脫水的方法。本方法適合處理水含量低於5000ug.g"的烴類。本發明提供的在烴類物料脫砷工藝中高精度、高容量脫水的方法包括如下步驟(a) 脫水經脫硫後的烴類，進入裝有脫水劑的脫水反應器，在脫水反應 器中，脫除烴類中的水；達到保護後續工藝中順利進行。(b) 脫砷上述經脫水的烴類，進入裝有脫砷劑的脫砷反應器，在脫砷反應器中，脫除烴中的砷化物。本發明所述脫水劑可選用高吸水性樹脂。高吸水性樹脂是一種高分子材料， 有著奇特的吸水性能和保水能力，吸水可達自身重量的幾十倍乃至幾千倍，並可 在數秒內生成凝膠,且保水性強,在受熱，加壓條件下也不易失水,對光,熱,酸鹼 的穩定性好，具有良好的生物降解性能，同時又具備高分子材料的優點，其再生溫度低於180"C。本發明所述的脫水劑優選交聯聚丙烯酸鹽、乙烯醇-丙烯酸鹽嵌段共聚物、 變性PVA、順丁烯二酸酐交聯聚PVA、聚丙烯醯胺、澱粉接枝丙烯酸鹽、澱粉和丙烯酸丙烯醯胺以及順酸酐等四元共聚物、纖維素接枝丙烯酸鹽、澱粉接枝丙 烯腈皂化水解物中一種或兩種的混合物。
本發明的方法中，優選脫水反應器的反應溫度為10°C 50°C，壓力為
0. lMPa 5. 0Mpa,通過脫水劑床層的體積空速為0. 5 20h—';脫砷反應器的反應 溫度為1CTC 5(TC，壓力為0. lMPa 5.0Mpa，通過脫砷劑床層的體積空速為 0. 5 10h—、
對於C5以上的烴類物料，更優選脫水反應器內的反應溫度為3(TC，壓力為 0. lMPa，通過脫水劑床層的體積空速為2. Oh—N脫砷反應器內的反應溫度為30°C， 壓力為O. lMPa，通過脫砷劑床層的體積空速為2.0h—'。對於C5以下的烴類物料， 更優選脫水反應器內的反應溫度為3(TC，壓力為O. 7-1.3MPa，通過脫水劑床層 的體積空速為2. Of;脫砷反應器內的反應溫度為3(TC，壓力為0. 7-1. 3MPa， 通過脫砷劑床層的體積空速為2. Oh一1。
所用的脫砷劑可選用市售的脫砷劑，如8501等。
本發明提供的脫砷工藝中高精度、高容量脫水的方法，大大降低了脫砷工 藝的成本，與現有技術相比具有以下優點(1)本發明選用的吸水劑吸水容量 高，減少了吸水劑再生次數；(2)本發明選用的吸水劑再生溫度不高於18CTC， 大大低於分子篩再生溫度250-320°C，再生工藝操作簡便，降低了能耗，降低了 脫水劑再生費用；(2)本發明可保持後續脫砷劑的正常使用，防止脫砷劑吸附 水，影響脫砷劑的砷容，從而保證了整個脫砷工藝的長周期運行。
具體實施例方式
為了要更進一步舉例說明本發明，給出下列實施例。 實施例l原料為含有1000ug.g'水、2000ng.g—1申、總硫小於0. 5ppm的石腦油，步 驟包括①脫水反應器的反應溫度為3(TC，壓力為O. lMPa，石腦油通過脫水劑 床層的空速為2.0h—1，脫水劑為順丁烯二酸酐交聯聚PVA;②脫砷反應器的反 應溫度為3(TC，壓力為0. lMPa,石腦油通過脫砷劑床層的空速為2.0h—'。脫砷 劑為市售脫砷劑8501。實驗結果運行20天後，脫砷劑脫砷率仍大於99%以上。 實施例2原料為含有畫ug.g—'水、2000ng.g—'砷、總硫小於0. 5ppm的石腦油，步 驟包括①脫水反應器的反應溫度為3(TC，壓力為0.1MPa，石腦油通過脫水劑 床層的空速為2. Oh—'，脫水劑為3A分子篩；②脫砷反應器的反應溫度為3CTC， 壓力為0. lMPa，石腦油通過脫砷劑床層的空速為2.0h—、脫砷劑為市售的脫砷 劑8501。實驗結果運行6天後，脫砷劑脫砷率小於70%。在相同的工藝條件下，使 用分子篩脫水劑與使用高吸水容量物質脫水劑，脫砷劑運行周期明顯縮短。 實施例3原料為含有lOOOug. g—水、2000ng. '砷、總硫小於 5ppm的石腦油，步 驟包括①脫水反應器的反應溫度為3(TC，壓力為O. lMPa，石腦油通過脫水劑 床層的空速為2.0h—',脫水劑為交聯聚丙烯酸鹽；②脫砷反應器的反應溫度為 3(TC，壓力為0. lMPa，石腦油通過脫砷劑床層的空速為2.0h—'，脫砷劑為市售 的脫砷劑8501。實驗結果運行20天後，脫砷劑脫砷率仍大於99%以上。 實施例4原料為含有lOOOug. g-'水、2000ng. g—'砷、總硫小於0. 5ppm的石腦油，步 驟包括①脫水反應器的反應溫度為3CTC，壓力為O. lMPa,石腦油通過脫水劑 床層的空速為2. Oh—'，脫水劑為變性PVA;②脫砷反應器的反應溫度為3(TC， 壓力為0. lMPa，石腦油通過脫砷劑床層的空速為2.0h—、脫砷劑為市售的脫砷 劑8501。實驗結果運行20天後，脫砷劑脫砷率仍大於99%以上。 實施例5原料為含有lOOOug. g—'水、2000ng.g-'砷、總硫小於0. 5ppm的石腦油，步 驟包括①脫水反應器的反應溫度為3(TC，壓力為O. lMPa,石腦油通過脫水劑 床層的空速為2. Oh—、脫水劑為聚丙烯醯胺；②脫砷反應器的反應溫度為3(TC， 壓力為O. lMPa，石腦油通過脫砷劑床層的空速為2.0h—'，脫砷劑為市售的脫砷 劑8501。實驗結果運行20天後，脫砷劑脫砷率仍大於99%以上。 實施例6原料為含有lOOOug. g—'水、2000ng. g—'砷、總硫小於0. 5卯m的石腦油，步 驟包括①脫水反應器的反應溫度為3(TC，壓力為O. lMPa，石腦油通過脫水劑 床層的空速為2.0h—'，脫水劑為澱粉和丙烯酸丙烯醯胺以及順酸酐等四元共聚 物；②脫砷反應器的反應溫度為30°C，壓力為0. lMPa,石腦油通過脫砷劑床 層的空速為2. Oh—、脫砷劑為市售的脫砷劑8501。實驗結果運行20天後，脫砷劑脫砷率仍大於99%以上。 實施例7原料為含有lOOOug. g—'水、2000ng. g—1申、總硫小於0. 5ppm的石腦油，步驟包括①脫水反應器的反應溫度為30°C，壓力為O. lMPa，石腦油通過脫水劑
床層的空速為2.0h—'，脫水劑為纖維素接枝丙烯酸鹽；②脫砷反應器的反應溫
度為3(TC，壓力為O. lMPa,石腦油通過脫砷劑床層的空速為2.0h—'，脫砷劑為 市售的脫砷劑8501。
實驗結果運行20天後，脫砷劑脫砷率仍大於99%以上。
實施例8
原料為含有lOOOug. g—'水、2000ng.g—'砷、總硫小於0. 5卯m的石腦油，步 驟包括①脫水反應器的反應溫度為3CTC，壓力為O. lMPa，石腦油通過脫水劑 床層的空速為2.0h—'，脫水劑為澱粉接枝丙烯腈皂化水解物；②脫砷反應器的 反應溫度為3(TC，壓力為O. lMPa，石腦油通過脫砷劑床層的空速為2.0h—'，脫 砷劑為市售的脫砷劑8501。
實驗結果運行20天後，脫砷劑脫砷率仍大於99%以上。
實施例9
原料為含有lOOOug. g—'水、2000ng. g—'砷、總硫小於0. 5卯m的石腦油，步 驟包括①脫水反應器的反應溫度為3(TC，壓力為O. lMPa，石腦油通過脫水劑 床層的空速為2.0h—'，脫水劑為聚丙烯醯胺+澱粉接枝丙烯腈皂化水解物；②脫 砷反應器的反應溫度為3(TC，壓力為O. lMPa，石腦油通過脫砷劑床層的空速為 2.0h—'，脫砷劑為市售的脫砷劑8501。
實驗結果運行20天後，脫砷劑脫砷率仍大於99%以上。
實施例10
原料為含有lOOOug. g—'水、2000ng. g-'砷、總硫小於 . 5ppm的石腦油，步 驟包括①脫水反應器的反應溫度為3(TC，壓力為O. lMPa，石腦油通過脫水劑床層的空速為2.0h—',脫水劑為乙烯醇-丙烯酸鹽嵌段共聚物+交聯聚丙烯酸鹽；②脫砷反應器的反應溫度為3(TC，壓力為O. lMPa，石腦油通過脫砷劑床層的空 速為2.0h—'，脫砷劑為市售的脫砷劑8501。實驗結果運行20天後，脫砷劑脫砷率仍大於99%以上。在沒有影響脫砷劑砷容的因素存在條件下，根據所給的工藝條件， 若能脫除原料中的水，脫砷劑砷容以4%計算，脫砷劑可運行一年之後 失效。脫水劑再生實驗將上述脫水劑18CTC氮氣吹掃4小時，再生10次後，脫 水效果仍為初始狀態99%以上。以上所述實施例僅以本發明的最佳實施例，以說明為目的，並不用以限制 本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等， 均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1、一種在烴類物料脫砷工藝中高精度、高容量脫水的方法，其特徵在於包括如下步驟(a)脫水經脫硫後的烴類，進入裝有脫水劑的脫水反應器，在脫水反應器中，脫除烴類中的水；(b)脫砷上述經脫水的烴類，進入裝有脫砷劑的脫砷反應器，在脫砷反應器中，脫除烴中的砷化物。
2、 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於步驟(a)中所述脫水劑選 自交聯聚丙烯酸鹽、乙烯醇-丙烯酸鹽嵌段共聚物、變性PVA、順丁烯二酸酐交 聯聚PVA、聚丙烯醯胺、澱粉接枝丙烯酸鹽、澱粉和丙烯酸丙烯醯胺以及順酸酐 等四元共聚物、纖維素接枝丙烯酸鹽、澱粉接枝丙烯腈皂化水解物中的一種或 兩種的混合物。
3、 根據權利要求1-2中任一項權利要求所述的方法，其特徵在於步驟(a) 中，所述脫水反應器內的反應溫度為1(TC 5(TC，壓力為O. lMPa 5.0Mpa，通 過脫水劑床層的體積空速為0. 5 20h-'。
4、 根據權利要求1-2中任一項權利要求所述的方法，其特徵在於步驟(b) 中，所述脫砷反應器內的反應溫度為10。C 50。C，壓力為O. lMPa 5.0Mpa，通 過脫砷劑床層的體積空速為0. 5 10h—'。
5、 根據權利要求3所述的方法，其特徵在於步驟(a)中，對於Cs以上 的烴類物料，脫水反應器內的反應溫度為3(TC，壓力為0.1MPa，；對於Cs以下 的烴類物料，脫水反應器內的反應溫度為3CTC，壓力為0. 7-1. 3MPa;通過脫水 劑床層的體積空速為2.0h—'。
6、 根據權利要求4所述的方法，其特徵在於步驟(b)中，對於Cs以上的烴類物料，脫砷反應器內的反應溫度為3(TC，壓力為O. lMPa;對於Cs以下的 烴類物料，脫砷反應器內的反應溫度為30°C，壓力為0.7-1.3MPa;通過脫砷劑 床層的體積空速為2.0h—1。
7、 根據權利要求1-2中任一項權利要求所述的方法，其特徵在於步驟(a) 中，所述脫水反應器內的反應溫度為10°C 50°C，壓力為0. lMPa 5.0Mpa，通 過脫水劑床層的體積空速為0.5 20h—、步驟(b)中，所述脫砷反應器內的反 應溫度為1(TC 5(TC，壓力為O. lMPa 5.0Mpa，通過脫砷劑床層的體積空速為 0. 5 10h-。
8、 根據權利要求7所述的方法，其特徵在於步驟(a)中，對於Cs以上 的烴類物料，脫水反應器內的反應溫度為30°C，壓力為O. lMPa，；對於Cs以下 的烴類物料，脫水反應器內的反應溫度為3(TC，壓力為0.7-1.3MPa;通過脫水 劑床層的體積空速為2.0h—步驟(b)中，對於C5以上的烴類物料，脫砷反應 器內的反應溫度為3(TC，壓力為O. lMPa;對於Cs以下的烴類物料，脫砷反應器 內的反應溫度為30°C ，壓力為0. 7-1. 3MPa;通過脫砷劑床層的體積空速為2. Oh—'。
全文摘要
本發明提供了一種在烴類物料脫砷工藝中高精度、高容量脫水的方法。該方法將脫硫後的烴先脫水再脫砷。脫水劑選自交聯聚丙烯酸鹽、乙烯醇-丙烯酸鹽嵌段共聚物、變性PVA、順丁烯二酸酐交聯聚PVA、聚丙烯醯胺、澱粉接枝丙烯酸鹽、澱粉和丙烯酸丙烯醯胺以及順酸酐等四元共聚物、纖維素接枝丙烯酸鹽、澱粉接枝丙烯腈皂化水解物中一種或兩種的混合物。本發明減少了脫砷工藝的成本，保證了整個脫砷工藝的長周期運行。
文檔編號C10G29/00GK101591558SQ20081011363
公開日2009年12月2日 申請日期2008年5月29日 優先權日2008年5月29日
發明者吳志強, 汪祥勝, 蘇利鵬 申請人:北京三聚環保新材料股份有限公司