CN103773498B - 液化气物料的高温加氢净化工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液化气的净化工艺，具体是一种液化气物料的高温加氢净化工艺，其特征是，包括如下步骤：1）原料液化气经过换热器与反应器出口产物换热后再经过加热炉加热至反应温度，然后从顶部进入反应器，将物料中的烯烃饱和加氢为烷烃，同时将硫化物、氧化物、氮化物和卤化物加氢分别转化为硫化氢、水、氨和卤化氢；2）反应器出口产物与原料经过高效换热器充分换热后，再经过水冷器水冷后，进入气液分离罐，闪蒸气相和新鲜氢经过压缩机压缩后循环至原料液化气；3）闪蒸液相进入碱洗沉降罐，采用纤维膜碱洗脱除硫化氢、氨和卤化氢；4）碱洗后的物料进入脱砷塔，在此脱除砷和金属后得到精制液化气。本发明主要针对催化剂要求杂质含量极为严格的项目，其流程短、投资小、费用低、固废少。

Description

液化气物料的高温加氢净化工艺

技术领域

本发明涉及一种液化气的净化工艺，具体是一种液化气物料的高温加氢净化工艺。本发明主要针对催化剂要求原料杂质含量极为严格的项目，例如丙烷脱氢、异丁烷脱氢和丁烷异构化等项目，此类项目需要丁烯和杂质极低的精制烷烃液化气作为原料。

背景技术

近年来，随着碳四馏分利用研发的不断深入和发展，对芳构化、异构化及烷基化等装置的副产烷烃液化气进行深加工项目陆续新建，异丁烷脱氢、丙烷脱氢、丙烷异丁烷混合脱氢、丁烷异构化等项目近几年陆续建设。

此类项目国内没有技术。国外具有多年实际生产经验，可针对各种原料设计相应的工程方案,为保护催化剂,避免中毒和过度结焦,需控制原料中烯烃和氮、氧、硫、卤、金属等杂质含量，相对来说，铂系催化剂要求较铬系催化剂更严格。铂系催化剂催化剂再生过程需加入氯气调整催化活性中心重新分布，所以对原料中氯含量要求较高。烃类组分中，各种技术对碳三、碳四烷烃的要求均较宽泛，但一般对烯烃含量要求较高，以免影响产品收率和催化剂寿命。铂系催化剂对脱氢和异构化装置进料中杂质含量的要求如下：

杂质

烯烃

总硫

硫化氢

氨

氮化物

氧化物

砷

卤化物

指标

≤1000ppm

≤5ppm

≤0.1

≤5ppm

≤1ppm

≤1ppm

≤10ppb

≤0.5ppm

公开号为CN101831319B的中国专利公开了一种碳四直链烯烃骨架异构制异丁烯用碳四物料的净化工艺，其目的在于提供一种炼油厂产碳四物料的净化工艺，特别是炼油厂生产的直链碳四烯烃的净化工艺，通过系列吸附剂处理，在常温下选择性的吸附杂质，使炼油厂产碳四直链烯烃通过此净化工艺后满足异构催化剂生产异丁烯对原料的要求，高效经济地把直链碳四烯烃异构成异丁烯用于生产MTBE或其它化学品。该专利附图2以相应附图2的说明部分、实施例2中公开了一种实施方案，其使碳四物料依次通过第一级纤维膜反应器粗脱CO₂、COS、H₂S、硫醇、硫醚、噻吩、有机氧化物和磷化物等，通过羰基硫水解反应器将羰基硫转化为硫化氢和二氧化碳，通过第二级纤维膜反应器脱除硫化氢和二氧化碳，通过精脱硫反应器脱除残余的羰基硫、硫化氢、硫醇、硫醚、二硫化物及噻吩，通过脱氯反应器脱除氯，通过脱砷脱磷反应器脱除磷化物和砷化物，通过加氢反应器脱除丁二烯，通过萃取蒸馏塔提高正丁烯的浓度，通过分子筛脱水反应器脱除水分，通过含氧含氮化合物反应器脱除有机醇、醚、酯、酮、酸、醛及含氮化合物。经过上述步骤后碳四物料中杂质的含量能够满足正丁烯异构生产异丁烯的工艺要求。此发明是针对丁烯异构化原料净化，同样适用于丁烷净化，目前为丁烷异构化和脱氢项目提供满足要求原料的净化工艺与此类似，不同的地方是加氢反应器脱除丁二烯这一步改为饱和加氢脱除所有丁烯，原料采用低烯烃液化气，取消萃取精馏塔无需分离丁烷和丁烯，该净化过程流程长，投资大、能耗高。

发明内容

本发明涉及一种液化气物料的高温加氢净化工艺，主要解决现有液化气净化方法流程长、投资大、能耗高的技术问题。

本发明具体采用的技术方案是：

一种液化气物料的高温加氢净化工艺，其特征是，包括如下步骤：

1）原料液化气经过高效换热器与反应器出口产物换热后再经过加热炉加热至反应温度，然后从顶部进入反应器，将物料中的烯烃饱和加氢为烷烃，同时将硫化物、氧化物、氮化物和卤化物加氢分别转化为硫化氢、水、氨和卤化氢，反应器操作压力2.0～3.0MPaG，操作温度160～400℃；

2）反应器出口产物与原料经过高效换热器充分换热后，再经过水冷器水冷后，进入气液分离罐，闪蒸气相和新鲜氢经过压缩机压缩后循环至原料液化气，闪蒸压力1.8～2.8MPaG，温度≤50℃；

3）闪蒸液相进入碱洗沉降罐，采用纤维膜碱洗脱除硫化氢、氨和卤化氢，操作压力1.8～2.8MPaG，温度≤50℃；

4）碱洗后的物料进入脱砷塔，在此脱除砷和金属后得到精制液化气，操作压力1.7～2.7MPaG，温度≤50℃。

其中，所述液化气原料来源于芳构化、异构化及烷基化装置的剩余低烯烃液化气产品，其含有20%以下的烯烃，丙烷、异丁烷、正丁烷任意比例。

所述液化气原料中包含的杂质，包括：总硫0～300ppm，氮化物0～20ppm，氨0～10ppm，氧化物0～800ppm，砷0～200ppb，卤化物0～30ppm。

与现有技术相比，本发明的有效效果是：

1）工艺流程短，共8台设备，包括1个反应器，3台罐、2台换热器，1台加热炉，1台压缩机，节省投资37％，降低能耗24％；

2）吸附剂和催化剂装填量降低70%，且寿命长，传统净化工艺催化剂和吸附剂寿命较短，1年居多，而此方法只用两种剂，加氢催化剂寿命6年以上，脱砷剂3年，使得此项运行费用降低约75％，且固废少；

3）净化后的液化气中总烯烃≤800ppm，总硫≤3ppm，其中H2S≤0.1ppm，氨≤1ppm，氮化物（包括胺）<1ppm，氧化物<1ppm，砷<10ppb，卤化物<0.5ppm，效果更好，完全满足异丁烷脱氢等项目对进料杂质的要求。

附图说明

图1是本发明流程示意图；

图中，1-原料产物换热器，2-加热炉，3-加氢反应器，4-水冷器，5-气液分离罐，6-氢气压缩机，7-碱洗沉降罐，8-脱砷罐。

101-104代表物流，其中，101为液化气原料，102为反应产物，103为碱洗后液化气，104为精制液化气产品。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

以处理规模为25万吨/年液化气原料的净化工艺进行说明，其流程如图1所示。

1）原料液化气101先经过原料产物换热器1，与加氢反应器3出口产物换热后再经过加热炉2，然后从顶部进入加氢反应器3，将物料中的烯烃加氢饱和为烷烃，同时将硫化物、氧化物、氮化物和卤化物分别转化为硫化氢、水、氨和卤化氢。反应器操作压力2.0～3.0MPaG，操作温度160～400℃，直径1600mm，装填高度7200mm，装填加氢催化剂14.47m³。

2）反应器3出口产物102与原料101换热后，再经过水冷器4水冷后，进入气液分离罐5，直径2400mm，长7000mm，闪蒸压力1.8～2.8MPaG，温度≤50℃，闪蒸气相物料和新鲜氢经过压缩机6增压后循环至原料产物换热器1的原料入口管路。

3）液相进入碱洗沉降罐7，采用纤维膜碱洗脱除硫化氢、氨和卤化氢。该碱洗沉降罐操作压力2.6MpaG，操作温度40℃，直径3000mm，长8000mm，操作压力1.8～2.8MPaG，温度≤50℃，所用碱液为15%氢氧化钠水溶液，碱液循环量为12t/h。

4）碱洗后的物料103经过脱砷罐8脱除残余的砷和金属后，得到精制液化气104。该脱砷罐直径1800mm，脱砷剂分两段装填，每段高度4000mm，装填体积20.35m³，操作压力1.7～2.7MPaG，温度≤50℃。

杂质物料平衡见表1。对比可知，经过上述净化工艺后，得到的精制液化气104的杂质含量满足脱氢装置对进料杂质的要求。

表1物料杂质净化过程

本工艺流程短，共8台设备，包括1个反应器，3台罐、2台换热器，1台加热炉，1台压缩机，节省投资37％；降低能耗24％；吸附剂和催化剂装填量降低70%，且寿命长，使得此项运行费用降低约75％。本工艺与吸附低温饱和加氢工艺相比，具有流程短、投资小、费用低、固废少的特点。

Claims (2)

1.一种液化气物料的高温加氢净化工艺，其特征是，包括如下步骤：

1)原料液化气经过高效换热器与反应器出口产物换热后再经过加热炉加热至反应温度，然后从顶部进入反应器，将物料中的烯烃饱和加氢为烷烃，同时将硫化物、氧化物、氮化物和卤化物加氢分别转化为硫化氢、水、氨和卤化氢，反应器操作压力2.0～3.0MPaG，操作温度160～400℃；

2)反应器出口产物与原料经过高效换热器充分换热后，再经过水冷器水冷后，进入气液分离罐，闪蒸气相和新鲜氢经过压缩机压缩后循环至原料液化气，闪蒸压力1.8～2.8MPaG，温度≤50℃；

3)闪蒸液相进入碱洗沉降罐，采用纤维膜碱洗脱除硫化氢、氨和卤化氢，操作压力1.8～2.8MPaG，温度≤50℃；

4)碱洗后的物料进入脱砷塔，在此脱除砷和金属后得到精制液化气，操作压力1.7～2.7MPaG，温度≤50℃；

其中，所述液化气原料来源于芳构化、异构化及烷基化装置的剩余低烯烃液化气产品，其含有20％以下的烯烃。

2.根据权利要求1所述的液化气物料的高温加氢净化工艺，其特征是，所述液化气原料中包含的杂质，包括：总硫0～300ppm，氮化物0～20ppm，氨0～10ppm，氧化物0～800ppm，砷0～200ppb，卤化物0～30ppm。