CN101418229B

CN101418229B - 一种轻质油品的脱硫醇装置及其脱硫醇方法

Info

Publication number: CN101418229B
Application number: CN 200810162140
Authority: CN
Inventors: 聂通元; 刘小秦; 袁红星; 喻武钢; 潘罗其; 曾光乐; 余卫勋; 王铭; 熊华富; 刘芳; 童莉
Original assignee: NINGBO ZHONGYI PETROCHEMICAL TECHNOLOGY Co Ltd; China Petrochemical Corp
Current assignee: NINGBO ZHONGYI PETROCHEMICAL TECHNOLOGY Co Ltd; China Petrochemical Corp
Priority date: 2008-11-14
Filing date: 2008-11-14
Publication date: 2013-01-02
Anticipated expiration: 2028-11-14
Also published as: CN101418229A

Abstract

本发明公开了一种轻质油品的脱硫醇装置，包括第一混合器、分离罐和碱液循环系统，第一混合器的前端设有原料输入管和通气管，碱液循环系统包括循环碱液第一输入管和循环碱液输出管，分离罐上设有精制轻质油输出管，循环碱液输出管与分离罐连接，在原料输入管上设置有第二混合器，第二混合器的前端设置有循环碱液第二输入管，分离罐上方设置有液膜传质反应器，第一混合器的后端与液膜传质反应器的上侧端管接，循环碱液第一输入管与液膜传质反应器的顶端管接；也公开了脱硫醇方法；本发明具有循环碱量少、能耗低、生产成本较低、精制轻质油质量好的结构简单的优点。

Description

一种轻质油品的脱硫醇装置及其脱硫醇方法

技术领域

本发明涉及炼油化工工业，具体涉及一种轻质油品的脱硫醇装置及其方法。

背景技术

轻质油品(汽油、煤油、石脑油等)原料中通常均含有较高含量的硫醇。硫醇危害较大，不仅会产生令人恶心的臭味，对环境和人类的生活造成了不利影响，而且硫醇易氧化，对油品的氧化安定性有很大影响。所以轻质油品加工过程中，常需要脱除油品中的硫醇或将其转化为危害较小的二硫化物。由于硫醇恶臭，在炼油工业中通常把脱硫醇过程称为脱臭过程。

近年来，随着国家对环境保护的重视，轻质油品中的硫醇含量指标要求越来越高，其中中国质量技术监督局颁布新的车用无铅汽油国家标准，即GB17930—1999，该标准中规汽油中硫醇含量不大于10ug/g或者博士试验通。

目前，轻质油品的脱硫醇主要方法有加氢脱硫醇工艺和碱洗脱硫醇工艺。

加氢脱硫醇工艺中，是将轻质油品原料与氢气接触，使富含氢气的油品在催化剂下，在一定温度和压力条件下进行反应。该工艺反应温度高，反应压力大，同时氢耗大、能耗大，设备投资及操作费用高。如CN1580197A报道了一种轻质油品脱硫醇的方法。该方法所述加氢脱硫醇过程是溶氢的条件下进行，所使用的反应温度为60～300℃，压力为0.1～1MPa，反应后轻质油品硫醇含量降低至10ppm以下。

碱洗脱硫醇工艺目前以美国Merichem公司拥有的纤维膜脱硫技术应用较多，在文献《RFCC汽油纤维膜脱硫新技术及其应用》(化工进展，2004年第23卷1期)报道了该公司的纤维膜脱硫醇装置和脱硫醇方法，其装置(见说明书附图2)包括混合器1、纤维膜接触器2、分离罐3、碱液循环系统4，混合器1前端设有原料输入管5和通气管6，混合器1后端与纤维膜接触器2的顶端管接，纤维膜接触器2与分离罐3连接，分离罐3内设有聚结器7，分离罐3上设有汽油输出管8、碱渣输出管9和循环碱液输出管42，碱液循环系统4包括循环碱液输入管41、循环碱液输出管42、碱液循环泵43，循环碱液输入管41与纤维膜接触器2的上侧端管接，在碱液循环系统4上设有鲜碱液输入管44和催化剂输入管45。其脱硫醇方法为：汽油原料通过原料输入管5输入至油气混合器1，汽油原料与从通气管6输入的压缩空气混合为第一混合物，然后输入至纤维膜接触器2；第一混合物与从循环碱液输入管41输入的碱液混合为第二混合物，在纤维膜接触器2内完成精制反应，生成脱硫醇的汽油和再生碱液，汽油和再生碱液流入分离罐3内，由于纤维膜接触器2中生成的汽油和再生碱液分离不彻底，因此要在分离罐3内设有聚结器7，进一步促进油碱分离。精制后汽油通过汽油输出管8出装置，再生碱液从循环碱液输出管42输出循环使用，碱渣通过碱渣输出管9输出排放。鲜碱液的补充由鲜碱液输入管44输入至碱液循环系统，催化剂加入和补充由催化剂输入管8输入至再进入碱液循环系统。

Merichem纤维膜脱硫醇技术具体应用在武汉石油化工厂汽油脱硫醇项目上，其工艺设计数据见下表。

项目设计数据

汽油进料量/m³.h^-1 109.7

注风量(标准状态)/m³.h^-1 25.3

循环碱量/m.h^-1 27.5

催化剂含量/ug.g^-1 ≥200

催化剂品种 ARI-100EXL

碱液浓度％ 10～15

精制前汽油硫醇硫含量/ug.g^-1 200

精制后汽油硫醇硫含量/ug.g^-1 ≤10

精制后汽油博士试验阴性

汽油进料温度/℃ 40～50

虽然Merichem公司的纤维膜脱硫醇装置解决了传统的液-液法脱臭工艺中的不足，具有设备体积小、流程简单等特点。但是武汉石油化工厂引进美国Merichem公司拥有的纤维膜脱硫醇装置和方法，在实际应用过程中，发现有如下不足之处：

1)该装备为了完成精制的汽油硫醇含量在10ppm以下的精制反应，要求循环碱量的较大，重量百分含量达到汽油重量的25％以上，生产成本较高；

2)虽然设有聚结器，但精制的汽油，较多情况下汽油博士试验不符合要求，即精制的汽油中夹带少量的碱液；

3)在注风量较大情况下，纤维膜接触器中会形成气穴，会影响汽油脱硫醇的效果，同时需要在接触器上排放出气体，增加了精制操作强度和能耗。

4)该装置要求输入的原料的温度不低于40℃，因此该装置的能耗较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有循环碱量少、能耗低、生产成本较低、精制轻质油质量好的结构简单的轻质油品的脱硫醇装置；同时提供了利用该装置脱除硫醇的方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种轻质油品的脱硫醇装置，包括第一混合器、分离罐和碱液循环系统，所述的第一混合器的前端设有原料输入管和通气管，所述的碱液循环系统包括循环碱液第一输入管和循环碱液输出管，所述的分离罐上设有精制轻质油输出管，所述的循环碱液输出管与所述的分离罐连接，在所述的原料输入管上设置有第二混合器，所述的第二混合器的前端设置有循环碱液第二输入管，所述的分离罐上方设置有液膜传质反应器，所述的第一混合器的后端与所述的液膜传质反应器的上侧端管接，所述的循环碱液第一输入管与所述的液膜传质反应器的顶端管接。

所述的液膜传质反应器为中国专利号ZL02258985.6，名称为液膜传质反应器的实用新型。该实用新型包括壳体、进料口，纤维丝集束载体等结构，当然也可以用其它的液膜传质反应器，如美国专利号为US3977829、美国专利号为US3992156的传质反应器。

3、利用上述脱硫醇装置脱除硫醇的方法，包括下述步骤：

a将温度为15-65℃的轻质油原料从原料输入管输入至第二混合器，与从循环碱液第二输入管输入的碱液混合为第一混合物，从循环碱液第二输入管输入的碱液的重量为轻质油原料重量的3-6％；与现有的精制装置相同，碱液中添加有催化剂；

b将第一混合物输入至第一混合器，与从通气管中输入的空气混合为第二混合物，所述空气的输入量是轻质油原料中硫醇耗氧的计算量的1.5～2.5倍；

c将第二混合物输入至液膜传质反应器，与从循环碱液第一输入管输入的碱液混合为第三混合物，从循环碱液第一输入管输入的碱液的重量为轻质油原料重量的3-6％，第三混合物经0.5～2min通过液膜传质反应器至分离罐，在分离罐得到分离的精制轻质油和碱液；与现有的精制装置相同，碱液中添加有催化剂；

d精制轻质油在分离罐停留15～30min，然后从精制轻质油输出管中输出，再生碱液从循环碱液输出管输出；停留15～30min即能达到较好的精制轻质油和碱液分离效果，又可以提高产能效率。

在步骤a和步骤c中，所述碱液的质量浓度为5-15％。

在步骤a和步骤c中，所述碱液中含有质量为150-300PPm的催化剂。

所述催化剂为液态双核磺化酞菁钴，其催化效果在本发明的装置和方法中较好。

在步骤a中，所述轻质油原料的温度为20-35℃；原料的温度降低可以降低精制过程所需的能耗。

与现有技术相比，本发明的优点在于在原料输入管上设置有第二混合器，第二混合器的前端设置有循环碱液第二输入管，分离罐上方设置有液膜传质反应器，第一混合器的后端与液膜传质反应器的上侧端管接，循环碱液第一输入管与液膜传质反应器的顶端管接；这样轻质油原料首先与部分碱液和催化剂在第二混合器中混合，接着与空气在第一混合器混合后，在液膜传质反应器中又与从液膜传质反应器的顶端流下的部分碱液和催化剂混合，使轻质油原料与碱液和催化剂混合较充分，液膜传质反应器的内部结构又使轻质油原料与碱液的精制反应的接触面和反应效率增大，反应时间较短，反应效果较好，而反应所需的碱液量可以降低至轻质油原料重量的6-12％，相应节约了碱液所需量，降低了生产成本；液膜传质反应器使反应后的油碱分离能力也较好，因此就可以减少在分离罐中为防止油碱分离达不到博士试验要求而专门设置的聚结器，并且本发明的脱硫醇装置，油碱分离效果更好；本发明的脱硫醇装置也可以在较低的轻质油原料进料温度下完成符合要求的精制反应，可以节约能耗和延长装置的使用寿命；本发明的脱硫醇装置中由于用液膜传质反应器代替纤维膜接触器，就不会产生气穴现象，也降低操作强度和能耗，提高了生产效率。本发明的脱硫醇装置结构简单，体积少。本发明的脱除硫醇的方法的各步骤中轻质油原料、碱液、空气和催化剂的混合时间、混合比例和反应时间设定都较合理，完全能达到所需反应的效果，生产得到符合要求和质量较好的精制轻质油，精制轻质油在分离罐停留时间设定也能达到精制轻质油与碱液完全分离的要求。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为对比文件的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例

1、如图1所示的一种轻质油品的脱硫醇装置，包括第一混合器1、分离罐3和碱液循环系统4，第一混合器1的前端设有原料输入管5和通气管6，碱液循环系统4包括循环碱液第一输入管41、循环碱液输出管42和碱液循环泵43，碱液循环系统4上连接有鲜碱液输入管44，可以随时加入和补充鲜碱液和催化剂，分离罐3上设有精制轻质油输出管8和碱渣输出管9，循环碱液输出管42与分离罐3连接，在原料输入管5上设置有第二混合器7，第二混合器7的前端设置有循环碱液第二输入管45，分离罐3上方设置有液膜传质反应器2，第一混合器1的后端与液膜传质反应器2的上侧端管接，循环碱液第一输入管41与液膜传质反应器2的顶端管接；液膜传质反应器2为中国专利号ZL02258985.6，名称为液膜传质反应器的实用新型。

2、本实施例的脱除硫醇的方法的步骤为：

a将温度为15-65℃的轻质油原料从原料输入管5输入至第二混合器7，与从循环碱液第二输入管45输入的碱液混合为第一混合物，从循环碱液第二输入管45输入的碱液的重量为轻质油原料重量的3-6％，碱液(NaOH)的质量浓度为5-15％，碱液中添加有质量为150-300PPm液态双核磺化酞菁钴催化剂；

b将第一混合物输入至第一混合器1，与从通气管6中输入的空气混合为第二混合物，空气的输入量是轻质油原料中硫醇耗氧的计算量的1.5～2.5倍；

c将第二混合物输入至液膜传质反应器2，与从循环碱液第一输入管41输入的碱液混合为第三混合物，从循环碱液第一输入管41输入的碱液的重量为轻质油原料重量的3-6％，第三混合物经0.5～2min通过液膜传质反应器2至分离罐3，在分离罐3得到分离的精制轻质油和碱液；碱液(NaOH)的质量浓度为5-15％，碱液中添加有质量为150-300PPm液态双核磺化酞菁钴催化剂；

d精制轻质油在分离罐3停留15～30min，然后从精制轻质油输出管8中输出，再生碱液从循环碱液输出管输出42，在碱液循环系统4中循环使用，碱渣由碱渣输出管9排出，鲜碱液和催化剂的加入和补充随时通过鲜碱液输入管44至碱液循环系统4中，使连续精制过程中保持脱硫醇所需的碱液量6-12％；停留15～30min即能达到较好的精制轻质油和碱液分离效果，又可以提高产能效率。

3、具体脱硫醇装置的脱硫醇设定的各技术参数及精制产品检测结果

石脑油原料流量为5t/h，测定原料中硫醇含量为132ppm，进料温度为25-30℃，压力0.3MPa，空气量流量为1.2Nm³/h，循环碱液浓度为10％，循环总量为400kg/h，循环碱液第一、二输入管输入量各为200kg/h，碱液中催化剂液体双核磺化酞菁钴含量为200ppm，在液膜液膜传质反应器内反应时间为0.75min，在分离罐精制石脑油停留时间为20min，精制石脑油经过检测硫醇含量为3ppm，脱除率达到97.7％，博士试验合格。

本发明的脱硫醇装置和脱硫醇方法，也可以用于汽油、煤油、柴油等轻质油品的精制，在此就不一一列举其技术参数。

本发明的脱硫醇装置不但省去了目前在分离罐内要设置聚结器，就能使精制轻质量通过博士试验合格，而且能达到更好的效果。

本发明的脱硫醇装置在精制过程中不会发生气穴现象。

Claims

1.一种轻质油的脱硫醇装置，包括第一混合器、分离罐和碱液循环系统，所述的第一混合器的前端设有原料输入管和通气管，所述的碱液循环系统包括循环碱液第一输入管和循环碱液输出管，所述的分离罐上设有精制轻质油输出管，所述的循环碱液输出管与所述的分离罐连接，其特征在于在所述的原料输入管上设置有第二混合器，所述的第二混合器的前端设置有循环碱液第二输入管，所述的分离罐上方设置有液膜传质反应器，所述的第一混合器的后端与所述的液膜传质反应器的上侧端管接，所述的循环碱液第一输入管与所述的液膜传质反应器的顶端管接。

2.利用权利要求1所述的装置脱除硫醇的方法，其特征在于包括下述步骤：

a将温度为15-65℃的轻质油原料从原料输入管输入至第二混合器，与从循环碱液第二输入管输入的碱液混合为第一混合物，从循环碱液第二输入管输入的碱液的重量为轻质油原料重量的3-6％；

c将第二混合物输入至液膜传质反应器，与从循环碱液第一输入管输入的碱液混合为第三混合物，从循环碱液第一输入管输入的碱液的重量为轻质油原料重量的3-6％，第三混合物经0.5～2min通过液膜传质反应器至分离罐，在分离罐得到分离的精制轻质油和碱液；

d精制轻质油在分离罐停留15～30min，然后从精制轻质油输出管中输出，再生碱液从循环碱液输出管输出。

3.如权利要求2所述的脱除硫醇的方法，其特征在于在步骤a和步骤c中，所述碱液的质量浓度为5-15％。

4.如权利要求2所述的脱除硫醇的方法，其特征在于在步骤a和步骤c中，所述碱液中含有质量为150-300PPm的催化剂。

5.如权利要求4所述的脱除硫醇的方法，其特征在于所述催化剂为液态双核磺化酞菁钴。

6.如权利要求2所述的脱除硫醇的方法，其特征在于在步骤a中，所述轻质油原料的温度为20-35℃。