CN103571524B - 脱除裂解碳五总硫装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种脱除裂解碳五总硫的装置和方法，包括聚结脱水器、脱硫剂输入泵、混合器、预反应器、液膜脱硫反应器、液膜水洗接触器和产品聚结器，其中，碳五原料输送到所述聚结脱水器进行聚结脱水后形成的脱水碳五和经过脱硫剂输入泵输出的脱硫剂共同进入到所述混合器中进行混合，碳五原料和脱硫剂形成的第一混合物依次通过预反应器、液膜脱硫反应器、液膜水洗接触器后输送至产品聚结器后输出精制碳五。本发明的有益效果为：高效节能，环保减排，碳五原料中90%以上的硫以液态有机硫化物的形式分离出来，可作为副产品进行再利用，并且降低了精品碳五的制作成本，从两个方面提高了工厂的经济效益。

Description

脱除裂解碳五总硫装置和方法

技术领域

本发明涉及到石油化工领域，特别涉及到一种脱除炼厂裂解碳五总硫的装置和方法。

背景技术

现有技术中，石脑油及其他重质原料裂解制乙烯过程中形成的副产物之一为裂解碳五，简称碳五馏分，其产率约为乙烯产率的12%~20%，碳五馏分的主要组分有20多种，含量较多的组分为异戊二烯、环戊二烯和间戊二烯，三者约占裂解碳五馏分的40~55%，裂解碳五可以合成许多高附加值的产品，已成为一种重要的化工资源，裂解碳五的综合利用已成为合理利用石油资源和降低乙烯生产成本的一个重要方面，然而裂解碳五原料中通常含有10~200ppm的硫化物杂质，其杂质含量最高可达500ppm以上，常见硫化物杂质有硫化氢、羰基硫、硫醇、硫醚、二硫化物和噻吩等，硫化物的存在不仅会使裂解碳五在加工过程中产生催化剂中毒和设备腐蚀，还会对裂解碳五的产品质量及使用性能产生不利影响。

近年来国内大型炼厂加工进口的高酸、高硫和劣质重质化原油比例较大，裂解碳五中硫含量有逐年升高的趋势，因此，如何有效脱除碳五原料中的含硫杂质，引起了人们的极大关注，并成为目前乙烯裂解下游加工业急需解决的技术难题。

在工业上，通常采用加氢法来脱除馏分油中的含硫化合物，即在高温高压、有催化剂存在条件下发生加氢反应生成硫化氢，再通过克劳斯工艺转化成单质硫。然而，传统的加氢脱硫技术不适用于含碳五共轭双烯原料的脱硫，原因是共轭双烯非常活泼，非常容易发生加氢饱和反应，这不仅大大增加了氢耗，而且还大大降低了双烯的含量。而非加氢方法如氧化脱硫、烷基化脱硫、络合脱硫等方法均因碳五成分活泼，存在着碳五容易自聚而导致组分变化的问题。

萃取工艺不会改变油品组分的化学结构，避免了烯烃的饱和，萃取脱硫的关键是萃取剂的选择，然而萃取剂必须满足以下要求：有机硫化物必须在萃取剂中具有较高的溶解性，萃取剂必须具有与含硫化合物不同的沸点，溶剂必须廉价以确保该工艺的经济实用性等；萃取脱硫的效率主要由有机硫在溶剂中的溶解度决定，其中，丙酮、乙醇、聚乙烯乙二醇和一些含氮化合物等溶剂可以脱除50%~90%的硫，但是也难以保证其与碳五组分间的分离，在工业应用方面存在一定困难。

专利申请号为200810240549.2的申请文件所述的吸附法碳五脱硫，其吸附剂选自具有活化含硫分子的还原态VIII族过渡金属、还原态IB族过渡金属和氧化铝载体组成。该吸附剂可以脱除含碳五共扼双烯原料中的几乎所有含硫化物，得到硫含量低于10ppm的含碳五双烯原料。但该吸附剂硫容小、本身不可再生，处理大于80ppm以上高含硫的碳五馏分时，吸附剂更换频繁，操作复杂、劳动强度大，换剂时不仅容易造成产品质量波动，碳五硫含量不达标，而且直接导致碳五馏分大量挥发损失，操作费用高，而目前还没有能够解决这些问题的产品或者方法出现。

发明内容

本发明的目的是提供一种脱除裂解碳五总硫的装置和方法，高效节能，环保减排，装置运行成本低，与传统吸附工艺脱硫相比，精品碳五成本降低30%以上，以克服目前现有技术存在的上述不足。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

一种脱除裂解碳五总硫装置，包括聚结脱水器、脱硫剂输入泵、混合器、预反应器、液膜脱硫反应器、液膜水洗接触器和产品聚结器；其中，碳五原料输送到所述聚结脱水器进行聚结脱水后形成的脱水碳五和经过脱硫剂输入泵输出的脱硫剂共同进入到所述混合器中进行混合，碳五原料和脱硫剂形成的的第一混合物依次通过预反应器、液膜脱硫反应器、液膜水洗接触器后输送至产品聚结器后输出精制碳五。

上述的脱除裂解碳五总硫装置，所述液膜脱硫反应器包括液膜脱硫反应塔和液膜脱硫分离罐，所述液膜脱硫反应塔和液膜脱硫分离罐之间法兰连接，且所述液膜脱硫分离罐上设有脱硫碳五输出管道以及含硫生成物输出管道。

上述的脱除裂解碳五总硫装置，液膜水洗接触器包括液膜水洗接触塔和液膜水洗分离罐，脱硫碳五经过液膜水洗接触塔除盐水水洗后进入所述液膜水洗分离罐。

上述的脱除裂解碳五总硫装置，所述产品聚结器上设有精品碳五输出管以及聚结水输出管，所述产品聚结器与所述液膜水洗分离罐之间连接有水洗碳五输送管。

应用了所述脱除裂解碳五总硫装置来脱除裂解碳五总硫的方法，从所述聚结脱水器中输出的温度为10~45℃的脱水碳五和体积比为0.01%~0.5%的脱硫剂的第一混合物通过输入管输送到预反应器，在所述预反应器中的反应时间为10~50min。

应用了所述脱除裂解碳五总硫装置来脱除裂解碳五总硫的方法，在所述预反应器中生成的预反应碳五和未反应的脱硫剂形成的第二混合物通过输入管进入液膜脱硫反应塔，在所述液膜脱硫反应塔反应后生成的硫化物与脱硫碳五、脱硫剂形成的第三混合物经0.5～4min的冷却稳定后输送至液膜脱硫分离罐，并且在所述液膜脱硫分离罐中的分离时间为10～30min，在所述液膜脱硫分离罐得到分离后的脱硫碳五和脱硫反应产物，该脱硫反应产物从废液管排出至废液罐。

应用了所述脱除裂解碳五总硫装置来脱除裂解碳五总硫的方法，碳五原料输送至聚结脱水器中的脱水时间为1～5min，分离后获得含水量小于200ppm的脱水碳五和聚结水一，该聚结水一排放至排水管道。

应用了所述脱除裂解碳五总硫装置来脱除裂解碳五总硫的方法，所述除盐水的质量比为5%~50%，除盐水洗时间10~40min，水洗后的第二混合物在液膜水洗分离罐内分离得到水洗碳五和水洗水，水洗水经管道排出至水处理系统。

应用了所述脱除裂解碳五总硫装置来脱除裂解碳五总硫的方法，水洗碳五通过管道进入产品聚结器，在所述产品聚结器中反应时间为1～5min，得到分离的精品碳五和聚结水二，该聚结水二经管道排出。

本发明的有益效果为：高效节能，环保减排，碳五原料中90%以上的硫以液态有机硫化物的形式分离出来，可作为副产品进行再利用，并且降低了精品碳五的制作成本，从两个方面提高了工厂的经济效益。

附图说明

下面根据附图对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明实施例所述脱除裂解碳五总硫装置的结构示意图；

图2是本发明实施例所述脱除裂解碳五总硫装置及外接排水管道的整体结构示意图。

图中：

1、聚结脱水器；2、脱硫剂输入泵；3、混合器；4、预反应器；5、液膜脱硫反应器；6、液膜水洗接触器；7、产品聚结器；8、液膜脱硫反应塔；9、液膜脱硫分离罐；10、液膜水洗接触塔；11、液膜水洗分离罐。

具体实施方式

如图1-2所示，本发明实施例所述的一种脱除裂解碳五总硫装置，包括聚结脱水器1、脱硫剂输入泵2、混合器3、预反应器4、液膜脱硫反应器5、液膜水洗接触器6和产品聚结器7；其中，碳五原料输送到所述聚结脱水器1进行聚结脱除其中的游离水后形成的脱水碳五和经过脱硫剂输入泵输出的脱硫剂共同进入到所述混合器中按照一定比例混合，并且在一定条件下产生反应，碳五原料和脱硫剂形成的的第一混合物依次通过预反应器4、液膜脱硫反应器5、液膜水洗接触器6后输送至产品聚结器7后输出精制碳五，附属产物从聚结水排出口排放到外部。

进一步地，所述液膜脱硫反应器5包括液膜脱硫反应塔8和液膜脱硫分离罐9，所述液膜脱硫反应塔8和液膜脱硫分离罐9之间法兰连接，且所述液膜脱硫分离罐9上设有脱硫碳五输出管道以及含硫生成物输出管道，富硫碳五原料产物通过聚集沉降成水相与油性碳五相互分离，从而除去裂解碳五中的含硫化合物，含硫生成物会被输出至外部装置进行再回收并加以利用，先进、成熟的纤维液膜传质设备及成套工艺，配以自主研发的专用脱硫剂，该自主研发的专用脱硫剂由以下重量百分比的组分制成：第一组分10～98%、第二组分0.1～85%、第三组分0.01～0.5%、以及余量为水，其中，所述第一种组分选自以下化合物中的一种或多种：二甲基乙酰胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、三甲胺、二乙胺、三乙胺、一异丙胺、二异丙胺、乙二胺、己二胺、吗啉、二苯基胺、二异丁胺；所述第二组分选自选自以下化合物中的一种或多种：一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、一异丙醇按、二异丙醇胺、二甘醇胺、氢氧化钠、氢氧化钾、氯化铵、氨水、碳酸氢钾；所述第三组分选自以下化合物中的一种或多种：二乙基羟胺、对羟基苯甲醚、甲基丙烯酸羟丙酯、对苯二酚、硫代二丙酸二月桂酯，能够确保产品碳五总硫不超过20ppm，甚至低于10ppm；专有脱硫剂用量少，操作上剂油比控制在0.01%~0.5%；脱硫后产品碳五馏分组分不变，并且脱硫剂不需要再生处理，无能耗；脱硫反应在10-45℃条件下进行，只需少量换热即可满足温度要求，加热介质选择普通热水即可，除冬季需对碳五原料稍加热外，其它季节不需加热，能耗极低。

进一步地，液膜水洗接触器6包括液膜水洗接触塔10和液膜水洗分离罐11，脱硫碳五经过液膜水洗接触塔10除盐水水洗后进入所述液膜水洗分离罐11，将所得脱硫后碳五进行水洗，除去其中少量夹带的脱硫剂及未处理完全的富硫产物，然后脱除水洗碳五中夹带的少量水，纤维液膜水洗碳五中无游离碱性污水夹带，与常规液-液萃取工艺相比，水洗用除盐水消耗量及碱性污水排放量显著减少，且污水COD、氨氮值含量低，可直接通过排水管道外排至污水厂处理。

进一步地，应用了本发明脱除裂解碳五总硫装置来脱除裂解碳五总硫的方法，其方法具体过程如下：碳五原料输送到所述聚结脱水器1进行聚结脱除其中的游离水后形成的脱水碳五和经过脱硫剂输入泵输出的脱硫剂共同进入到所述混合器中按照一定比例混合，混合后的产物进入到所述预反应器4中并且在所述预反应器4中生成的预反应碳五和未反应的脱硫剂形成的第二混合物通过输入管进入液膜脱硫反应塔8，在所述液膜脱硫反应塔8反应后生成的硫化物与脱硫碳五、脱硫剂形成的第三混合物经0.5～4min的冷却稳定后输送至液膜脱硫分离罐9，并且在所述液膜脱硫分离罐9中的分离时间为10～30min，在所述液膜脱硫分离罐得到分离后的脱硫碳五和脱硫反应产物，该脱硫反应产物从废液管排出至废液罐。

进一步地，所述产品聚结器7上设有精品碳五输出管以及聚结水输出管，所述产品聚结器7与所述液膜水洗分离罐11之间连接有水洗碳五输送管；过程中涉及到的从所述聚结脱水器1中输出的温度为10~45℃的脱水碳五和体积比为0.01%~0.5%的脱硫剂的第一混合物通过输入管输送到预反应器4，在所述预反应器4中的反应时间为10~50min。

进一步地，过程中碳五原料输送至聚结脱水器中的脱水时间为1～5min，分离后获得含水量小于200ppm的脱水碳五和聚结水一，该聚结水一排放至排水管道；所述除盐水的质量比为5%~50%，除盐水洗时间10~40min，水洗后的第二混合物在液膜水洗分离罐内分离得到水洗碳五和水洗水，水洗水经管道排出至水处理系统。

进一步地，过程中水洗碳五通过管道进入产品聚结器7，在所述产品聚结器7中反应时间为1～5min，得到分离的精品碳五和聚结水二，该聚结水二经管道排出。

上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明创造所作的举例，而并非对本发明创造具体实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所引伸出的任何显而易见的变化或变动仍处于本发明创造权利要求的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种脱除裂解碳五总硫装置，其特征在于：包括聚结脱水器（1）、脱硫剂输入泵（2）、混合器（3）、预反应器（4）、液膜脱硫反应器（5）、液膜水洗接触器（6）和产品聚结器（7）；其中，碳五原料输送到所述聚结脱水器（1）进行聚结脱水后形成的脱水碳五和经过脱硫剂输入泵（2）输出的脱硫剂共同进入到所述混合器（3）中进行混合，碳五原料和脱硫剂形成的第一混合物依次通过预反应器（4）、液膜脱硫反应器（5）、液膜水洗接触器（6）后输送至产品聚结器（7）后输出精制碳五。

2.根据权利要求1所述的脱除裂解碳五总硫装置，其特征在于：所述液膜脱硫反应器（5）包括液膜脱硫反应塔（8）和液膜脱硫分离罐（9），所述液膜脱硫反应塔（8）和液膜脱硫分离罐（9）之间法兰连接，且所述液膜脱硫分离罐（9）上设有脱硫碳五输出管道以及含硫生成物输出管道。

3.根据权利要求1所述的脱除裂解碳五总硫装置，其特征在于：液膜水洗接触器（6）包括液膜水洗接触塔（10）和液膜水洗分离罐（11），液膜水洗接触塔（10）和液膜水洗分离罐（11）之间法兰连接，脱硫碳五经过液膜水洗接触塔（10）除盐水水洗后进入所述液膜水洗分离罐（11）。

4.根据权利要求3所述的脱除裂解碳五总硫装置，其特征在于：所述产品聚结器（7）上设有精品碳五输出管以及聚结水输出管，所述产品聚结器（7）与所述液膜水洗分离罐（11）之间连接有水洗碳五输送管。

5.一种应用了权利要求1-4任一项所述装置脱除裂解碳五总硫的方法，其特征在于：从所述聚结脱水器（1）中输出的温度为10~45℃的脱水碳五和与脱水碳五体积比为0.01%-0.5%的脱硫剂的第一混合物通过输入管输送到预反应器（4），在所述预反应器（4）中的反应时间为10~50min。

6.根据权利要求5所述的脱除裂解碳五总硫的方法，其特征在于：在所述预反应器（4）中生成的预反应碳五和未反应的脱硫剂形成的第二混合物通过输入管进入液膜脱硫反应塔（8），在所述液膜脱硫反应塔（8）反应后生成的硫化物与脱硫碳五、脱硫剂形成的第三混合物经0.5～4min的冷却稳定后输送至液膜脱硫分离罐（9），在所述液膜脱硫分离罐（9）中的分离时间为10～30min，在所述液膜脱硫分离罐（9）得到分离后的脱硫碳五和脱硫反应产物，该脱硫反应产物从废液管排出至废液罐。

7.根据权利要求5所述脱除裂解碳五总硫的方法，其特征在于：碳五原料输送至聚结脱水器（1）中的脱水时间为1～5min，分离后获得含水量小于200ppm的脱水碳五和聚结水一，该聚结水一排放至排水管道。

8.根据权利要求5所述脱除裂解碳五总硫的方法，其特征在于：脱硫碳五经过液膜水洗接触塔（10）除盐水水洗后进入所述液膜水洗分离罐（11），除盐水洗时间10~40min，水洗后的第二混合物在液膜水洗分离罐（11）内分离得到水洗碳五和水洗水，水洗水经管道排出至水处理系统。

9.根据权利要求8所述脱除裂解碳五总硫的方法，其特征在于：水洗碳五通过管道进入产品聚结器（7），在所述产品聚结器（7）中反应时间为1～5min，得到分离的精品碳五和聚结水二，该聚结水二经管道排出。