一種汽油輕餾分脫硫醇及鹼液再生的裝置及方法
2023-09-23 19:48:10 2
專利名稱：一種汽油輕餾分脫硫醇及鹼液再生的裝置及方法
技術領域：
本發明涉及石油化工領域，尤其涉及一種汽油輕餾分脫硫醇及鹼液再生的裝置及方法。
背景技術：
隨著原油的劣質化和高硫化，以及社會對汽油燃料脫硫要求的日益提高，要求煉油企業不斷提高原油加工技術水平，不斷改進汽油燃料脫硫工藝，同時更要重視生產過程中節能減排降耗的可持續發展生產需要。歐美發達國家早在2005即開始執行清潔汽油歐IV標準，2009年開始執行歐V標準，我國也於2011年率先在北京、上海等地實施國IV標準，要求汽車用汽油總硫不超過50ppm，生產更低硫含量的清潔汽油是人們對生存環境日益重視的必然選擇。 傳統鹼洗抽提工藝無法滿足當前汽油深度脫硫要求，加氫脫硫則是目前應用比較成熟且大力推廣的深度脫硫技術，但加氫脫硫存在裝置投資巨大、操作複雜，汽油精製成本高的問題，而且還存在損失汽油辛烷值的缺點。中國石化集團撫順石油化工研究院在加氫脫硫技術的基礎上，通過選擇適宜的汽油輕、重餾分切割點溫度，對烯烴含量較高、硫含量較低的輕餾分用鹼洗抽提的方法進行脫硫處理，對硫含量較高的重餾分用專門開發的脫硫催化劑進行加氫脫硫處理，脫硫後的兩種餾分汽油再調和成成品汽油。該工藝一方面解決了全餾分汽油加氫工藝對辛烷值損失的問題，另一方面汽油輕餾分採用鹼洗抽提脫硫醇的成本遠低於加氫脫硫成本，大大降低了汽油精製成本。液化氣鹼洗脫硫醇技術已很成熟，目前工業應用較多的是填料抽提塔和纖維液膜接觸器兩類傳質設備，而汽油輕餾分採用鹼洗脫硫醇的試驗研究和工業應用尚未有成熟的設備與技術。
發明內容
本發明的目的是提供一種汽油輕餾分脫硫醇及鹼液再生裝置及方法，以解決解決目前汽油輕餾分脫硫醇工藝投資巨大、操作複雜、汽油精製成本高和損失汽油辛烷值等技術難題。本發明的目的通過以下技術方案來實現
一種汽油輕餾分脫硫醇及鹼液再生裝置，包括靜態混合器，一級液膜鹼洗反應器，二級液膜鹼洗反應器，鹼液聚結脫器，鹼液氧化分離塔和液膜抽提接觸器，所述靜態混合器通過管線與預鹼洗罐相連，所述預鹼洗罐通過一級液膜鹼洗反應器與一級鹼洗分離罐相連接，所述一級液膜鹼洗反應器安裝在一級鹼洗分離罐上，一級鹼洗分離罐的出口通過二級液膜鹼洗反應器與二級鹼洗分離罐相連接，二級鹼洗分離罐外連接有鹼液聚結器，所述一級液膜鹼洗反應器外設有循環鹼液泵，循環鹼液泵另一端與二級鹼洗分離鹼液出口相連接；所述二級液膜鹼洗反應器與再生鹼液泵和抽提分離罐鹼液的出口相連接，所述再生鹼液泵外連接有新鮮鹼液進料管；所述一級鹼洗分離罐的鹼液出口外設有鹼液預熱器和催化劑注入器，並與所述鹼液氧化分離塔的鹼液進口相連接，所述鹼液氧化分離塔內設有氣體分布器、鹼液氧化分離隔板和聚結填料，所述鹼液氧化分離塔外設有二硫化物出料管和尾氣出料管，尾氣出料管上設有尾氣分液罐，所述氣體分布器外設有壓縮空氣管；所述鹼液氧化分離塔鹼液出口通過石腦油管與液膜抽提接觸器和抽提沉降罐相連接，所述液膜抽提接觸器連接有石腦油泵和液膜抽提沉降罐的石腦油出口，所述的抽提沉降罐內安裝有聚結板和隔板，所述石腦油管上設有石腦油進料管和石腦油聚結器，所述石腦油聚結器上設有含硫石腦油出料管和鹼洛排放管。進一步的，所述鹼液聚結器底部與鹼渣罐相連接，上部設有輕質成品油出口 ；所述抽提沉降罐內設有聚結板和隔板。
一種汽油輕餾分脫硫醇及鹼液再生的方法，包括以下步驟
1)通過預鹼洗泵向靜態混合器中輸入新鮮鹼液，待處理汽油原料和鹼液在靜態混合器內進行剪切混合反應0. I 2min,鹼液質量流量為汽油質量流量的20_60%wt, 二者在預鹼洗罐內沉降分離10 30min，得到分離的預鹼洗後汽油和鹼液，鹼液循環使用，根據產品中硫化氫和酚含量定期更換；
2)預鹼洗後汽油通過輸出管與二級液膜鹼洗後鹼液，在一級液膜反應器內以膜-膜接觸層流流動，兩相充分接觸並反應，鹼液質量流量為汽油質量流量的10-40%wt, 二者在一級鹼洗分離罐沉降分離30 60min，得到一級精製汽油和一級鹼液；
3)—級精製汽油通過輸出管與再生鹼液，在二級液膜反應器內以膜-膜接觸層流流動，兩相充分接觸並反應，鹼液質量流量為汽油質量流量的10-40%wt, 二者在一級鹼洗分離罐沉降分離30 60min，得到二級精製汽油和二級鹼液；
4)一級鹼液壓送入鹼液氧化分離塔中，同時將壓縮空氣通過氣體分布器將以微泡形式分散於液氧化分離塔內的鹼液中，空氣用量為硫醇鈉氧化理論需求量的1-5倍，硫醇鈉氧化催化劑在鹼液中含量為50-200ppm，鹼液氧化溫度為20-70°C，空氣中的氧氣與鹼液中的硫醇鈉充分接觸並反應生成氫氧化鈉和二硫化物，氫氧化鈉溶解於鹼液中使鹼液得到再生；二硫化物密度小浮在鹼液上層，鹼液經過分離區親水聚結填料形成鹼液液膜，鹼液與已經分層的二硫化物充分接觸，鹼液中乳化的二硫化物被萃取到已經分層的二硫化物中，鹼液中二硫化物含量進一步降低；
5)氧化分離二硫化物的鹼液和低硫石腦油通過液膜抽提接觸器，鹼液質量流量為石腦油質量流量的20-100%wt，兩相在液膜抽提接觸器內以膜-膜接觸層流流動，兩相充分接觸，鹼液中殘留的二硫化物被萃取到石腦油中，鹼液與石腦油在抽提沉降罐沉降分離30 90min,得到再生鹼液和含硫石腦油，再生鹼液通過再生鹼液泵送至二級液膜反應器，含硫石腦油30-80%循環使用，70-20%通過石腦油聚結器得脫除鹼液後送出裝置；
6)所述的低硫石腦油可以是低硫汽油、化工輕油、溶劑油或柴油。
圖I為本發明實施例所述的一種汽油輕餾分脫硫醇及鹼液再生裝置的結構示意圖。圖中I、靜態混合器；2、預鹼洗罐；3、預鹼洗泵；4、一級液膜鹼洗反應器；5、一級鹼洗分離罐；6、二級液膜鹼洗反應器；7、二級鹼洗分離罐；8、鹼液聚結器；9、循環鹼液泵；10、鹼液預熱器；11、催化劑注入器；12、鹼液氧化分離塔；13、氣體分布器；14、聚結填料；15、液膜抽提接觸器；16、抽提沉降罐；17、聚結板；18、隔板；19、再生鹼液泵；20、石腦油泵；21、石腦油聚結器；22、鹼液氧化分離隔板；23、尾氣分液罐。
具體實施例方式如圖I所示，本發明實施例所述的一種汽油輕餾分脫硫醇及鹼液再生裝置，包括靜態混合器I，一級液膜鹼洗反應器4，二級液膜鹼洗反應器6，鹼液聚結脫器8，鹼液氧化分離塔12和液膜抽提接觸器15，所述靜態混合器I通過管線與預鹼洗罐2相連，，所述預鹼洗罐2通過一級液膜鹼洗反應器4與一級鹼洗分離罐5相連接，所述一級液膜鹼洗反應器4安裝在一級鹼洗分離罐5上，一級鹼洗分離罐5的出口通過二級液膜鹼洗反應器6與二級鹼洗分離罐7相連接，二級鹼洗分離罐7外連接有鹼液聚結器8，所述一級液膜鹼洗反應器 4外設有循環鹼液泵9，循環鹼液泵9另一端與二級鹼洗分離罐7鹼液出口相連接；所述二級液膜鹼洗反應器6與再生鹼液泵19和抽提分離罐16鹼液的出口相連接，所述再生鹼液泵19外連接有新鮮鹼液進料管；所述一級鹼洗分離罐5的鹼液出口外設有鹼液預熱器10和催化劑注入器11，並與所述鹼液氧化分離塔12的鹼液進口相連接，所述鹼液氧化分離塔12內設有氣體分布器13、鹼液氧化分離隔板22和聚結填料14，所述鹼液氧化分離塔12外設有二硫化物出料管和尾氣出料管，尾氣出料管上設有尾氣分液罐23，所述氣體分布器13外設有壓縮空氣管；所述鹼液氧化分離塔12鹼液出口通過石腦油管與液膜抽提接觸器15和抽提沉降罐16相連接，所述液膜抽提接觸器15連接有石腦油泵20和液膜抽提沉降罐16的石腦油出口，所述的抽提沉降罐16內安裝有聚結板17和隔板18，所述石腦油管上設有石腦油進料管和石腦油聚結器21，所述石腦油聚結器21上設有含硫石腦油出料管42和鹼渣排放管43。所述鹼液聚結器8底部與鹼渣罐相連接，上部設有輕質成品油出口 ；所述抽提沉降罐16內設有聚結板17和隔板18。本發明實施例所述的汽油輕餾分脫硫醇及鹼液再生的方法，包括以下步驟
1)通過預鹼洗泵向靜態混合器中輸入新鮮鹼液，待處理汽油原料和鹼液在靜態混合器內進行剪切混合反應0. I 2min,鹼液質量流量為汽油質量流量的20_60%wt, 二者在預鹼洗罐內沉降分離10 30min，得到分離的預鹼洗後汽油和鹼液，鹼液循環使用，根據產品中硫化氫和酚含量定期更換；
2)預鹼洗後汽油通過輸出管與二級液膜鹼洗後鹼液，在一級液膜反應器內以膜-膜接觸層流流動，兩相充分接觸並反應，鹼液質量流量為汽油質量流量的10-40%wt, 二者在一級鹼洗分離罐沉降分離30 60min，得到一級精製汽油和一級鹼液；
3)—級精製汽油通過輸出管與再生鹼液，在二級液膜反應器內以膜-膜接觸層流流動，兩相充分接觸並反應，鹼液質量流量為汽油質量流量的10-40%wt, 二者在一級鹼洗分離罐沉降分離30 60min，得到二級精製汽油和二級鹼液；
4)一級鹼液壓送入鹼液氧化分離塔中，同時將壓縮空氣通過氣體分布器將以微泡形式分散於液氧化分離塔內的鹼液中，空氣用量為硫醇鈉氧化理論需求量的1-5倍，硫醇鈉氧化催化劑在鹼液中含量為50-200ppm，鹼液氧化溫度為20-70°C，空氣中的氧氣與鹼液中的硫醇鈉充分接觸並反應生成氫氧化鈉和二硫化物，氫氧化鈉溶解於鹼液中使鹼液得到再生；二硫化物密度小浮在鹼液上層，鹼液經過分離區親水聚結填料形成鹼液液膜，鹼液與已經分層的二硫化物充分接觸，鹼液中乳化的二硫化物被萃取到已經分層的二硫化物中，鹼液中二硫化物含量進一步降低；
5)氧化分離二硫化物的鹼液和低硫石腦油通過液膜抽提接觸器，鹼液質量流量為石腦油質量流量的20-100%wt，兩相在液膜抽提接觸器內以膜-膜接觸層流流動，兩相充分接觸，鹼液中殘留的二硫化物被萃取到石腦油中，鹼液與石腦油在抽提沉降罐沉降分離30 90min，得到再生鹼液和含硫石腦油，再生鹼液通過再生鹼液泵送至二級液膜反應器，含硫石腦油30-80%循環使用，70-20%通過石腦油聚結器得脫除鹼液後送出裝置；
6)所述的低硫石腦油可以是低硫汽油、化工輕油、溶劑油或柴油。應用實例 某公司採用本發明技術，建成了一套汽油輕餾分脫硫醇及鹼液再生裝置
汽油輕餾分處理能力25. 8t/h ;操作彈性50-110% ;汽油輕餾分蒸餾點30-68°C ;汽油輕懼分主要性質硫化氫<30ppm,硫醇<210ppm,總硫<270ppm,進裝置壓力0. 6-0. 8MPaG,溫度30-45°C ;工藝操作參數預鹼洗鹼液流量6t/h，脫硫醇鹼液循環流量4t/h，催化劑含量100-150ppm，鹼渣氧化溫度30-50 °C，壓縮空氣流量30_40Nm3/h，石腦油循環流量12-16t/h，石腦油更換流量2-3t/h ;裝置運行結果精製輕汽油硫化氫測不出、硫醇含量2-8ppm、博士試驗通過、水溶性酸鹼檢測為無、銅片腐蝕la，其它情況預鹼洗每月更換鹼液15噸、運行半年未更換脫硫醇劑鹼、每月回收二硫化物2噸。雖然以上僅描述了本發明的具體實施方式
範例，但是本領域的技術人員應當理解，這些僅是舉例說明，本發明的保護範圍是由所附權利要求書限定的。本領域的技術人員在不背離本發明的原理和實質的前提下，可以對這些實施方式做出多種變更或修改，但這些變更或修改均落入本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種汽油輕餾分脫硫醇及鹼液再生裝置，包括靜態混合器(I)，一級液膜鹼洗反應器(4)，二級液膜鹼洗反應器(6)，鹼液聚結脫器(8)，鹼液氧化分離塔(12)和液膜抽提接觸器(15)，其特徵在於所述靜態混合器(I)通過管線與預鹼洗罐(2)相連，預鹼洗罐(2)通過一級液膜鹼洗反應器(4 )與一級鹼洗分離罐(5 )相連接，所述一級液膜鹼洗反應器(4 )安裝在一級鹼洗分離罐(5 )上，一級鹼洗分離罐(5 )的出口通過二級液膜鹼洗反應器(6 )與二級鹼洗分離罐(7)相連接，二級鹼洗分離罐(7)外連接有鹼液聚結器(8)，所述一級液膜鹼洗反應器(4)外設有循環鹼液泵(9)，循環鹼液泵(9)另一端與二級鹼洗分離罐(7)鹼液出口相連接；所述二級液膜鹼洗反應器(6)與再生鹼液泵(19)和抽提分離罐(16)鹼液的出口相連接，所述再生鹼液泵(19)外連接有新鮮鹼液進料管；所述一級鹼洗分離罐(5)的鹼液出口外設有鹼液預熱器(10 )和催化劑注入器(11)並與所述鹼液氧化分離塔(12 )的鹼液進口相連接，所述鹼液氧化分離塔(12)內設有氣體分布器(13)、鹼液氧化分離隔板(22)和聚結填料(14)，所述鹼液氧化分離塔(12)外設有二硫化物出料管和尾氣出料管，該尾氣出料管上設有尾氣分液罐(23)，所述氣體分布器(13)外設有壓縮空氣管；所述鹼液氧化分離塔(12)的鹼液出口通過石腦油管與液膜抽提接觸器(15)和抽提沉降罐(16)相連接，所述液膜抽提接觸器(15)連接石腦油泵(20)和液膜抽提沉降罐(16)的石腦油出口，所述的抽提沉降罐(16)內安裝有聚結板(17)和隔板(18)，所述石腦油管上設有石腦油進料管和石腦油聚結器(21)，所述石腦油聚結器(21)上設有含硫石腦油出料管(42)和鹼渣排放管(43)。
2.根據權利要求I所述的一種汽油輕餾分脫硫醇及鹼液再生裝置，其特徵在於所述鹼液聚結器(8)底部與鹼渣罐相連接，所述鹼液聚結器(8)上部設有輕質成品油出口 ；所述抽提沉降罐(16)內設有聚結板(17)和隔板(18)。
3.一種汽油輕餾分脫硫醇及鹼液再生的方法，其特徵在於，包括以下步驟 1)通過預鹼洗泵向靜態混合器中輸入新鮮鹼液，待處理汽油原料和鹼液在靜態混合器內進行剪切混合反應0. I 2min,鹼液質量流量為汽油質量流量的20_60%wt, 二者在預鹼洗罐內沉降分離10 30min，得到分離的預鹼洗後汽油和鹼液，鹼液循環使用，根據產品中硫化氫和酚含量定期更換； 2)預鹼洗後汽油通過輸出管與二級液膜鹼洗後鹼液，在一級液膜反應器內以膜-膜接觸層流流動，兩相充分接觸並反應，鹼液質量流量為汽油質量流量的10-40%wt, 二者在一級鹼洗分離罐沉降分離30 60min，得到一級精製汽油和一級鹼液； 3)—級精製汽油通過輸出管與再生鹼液，在二級液膜反應器內以膜-膜接觸層流流動，兩相充分接觸並反應，鹼液質量流量為汽油質量流量的10-40%wt, 二者在一級鹼洗分離罐沉降分離30 60min，得到二級精製汽油和二級鹼液； 4)一級鹼液壓送入鹼液氧化分離塔中，同時將壓縮空氣通過氣體分布器將以微泡形式分散於液氧化分離塔內的鹼液中，空氣用量為硫醇鈉氧化理論需求量的1-5倍，硫醇鈉氧化催化劑在鹼液中含量為50-200ppm，鹼液氧化溫度為20-70°C，空氣中的氧氣與鹼液中的硫醇鈉充分接觸並反應生成氫氧化鈉和二硫化物，氫氧化鈉溶解於鹼液中使鹼液得到再生；二硫化物密度小浮在鹼液上層，鹼液經過分離區親水聚結填料形成鹼液液膜，鹼液與已經分層的二硫化物充分接觸，鹼液中乳化的二硫化物被萃取到已經分層的二硫化物中，鹼液中二硫化物含量進一步降低； 5)氧化分離二硫化物的鹼液和低硫石腦油通過液膜抽提接觸器，鹼液質量流量為石腦油質量流量的20-100%wt，兩相在液膜抽提接觸器內以膜-膜接觸層流流動，兩相充分接觸，鹼液中殘留的二硫化物被萃取到石腦油中，鹼液與石腦油在抽提沉降罐沉降分離30 90min,得到再生鹼液和含硫石腦油，再生鹼液通過再生鹼液泵送至二級液膜反應器，含硫石腦油30-80%循環使用，70-20%通過石腦油聚結器得脫除鹼液後送出裝置； 6)所述的低硫石腦油可以是低硫汽油、化工輕油、溶劑油或柴油。
全文摘要
本發明涉及一種汽油輕餾分脫硫醇及鹼液再生裝置和方法，一種汽油輕餾分脫硫醇及鹼液再生裝置，包括靜態混合器，液膜鹼洗反應器，鹼液聚結脫器，鹼液氧化分離塔和液膜抽提接觸器。本發明的有益效果為(1)採用預鹼洗脫硫化氫、酚，投資低；(2)採用兩級液膜鹼洗反應器及鹼洗工藝，可保證產品硫醇在10ppm以下，無游離鹼液夾帶，不需要水洗即能保證銅片腐蝕和水溶性酸鹼檢測合格；(3)鹼液中硫醇鈉氧化速率高，兩相擾動乳化極輕微，生成的二硫化物60%以上實現分離回收；(4)可保證再生鹼液中二硫化物含量不超過100ppm，再生鹼液用於循環脫硫醇時不會反萃取到產品中；(5)不需要頻繁更換鹼液即能保證產品總硫穩定不升高，鹼渣排放量較其它工藝減少50%以上。
文檔編號C10G19/08GK102757809SQ201210276509
公開日2012年10月31日 申請日期2012年8月3日 優先權日2012年8月3日
發明者喻武鋼, 徐振華, 王銘, 童仁可, 聶通元, 蔡喜洋 申請人:寧波中一石化科技有限公司