CN104877705A - 一种汽油液相常温吸附脱水的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于含水汽油的常温脱水方法，包括以下步骤：（a）在常温下，将待脱水的汽油送入装有吸附剂的吸附塔进行吸附处理，吸附后的汽油从吸附塔排出，并进入到产品收集罐中；（b）待吸附剂达到一定吸附值时，停止进料，对吸附剂进行再生；（c）循环进行步骤（a）、步骤（b）。本发明采用上述工艺，能够有效地将汽油的含水量从几百ppm控制在5ppm以下，且整个工艺用到的装置较少，操作简单，处理能力范围广，可满足不同的产能需要。

Description

一种汽油液相常温吸附脱水的方法

技术领域

本发明涉及汽油脱水领域，具体涉及一种适用于汽油的深度脱水方法。

背景技术

虽然汽油的标号不代表其清洁程度，但随经济水平的提高，汽车工业迅猛发展，车辆配备高压缩比的汽油机越来越普遍，只有配套使用高标号汽油，才能充分发挥汽车的性能，因而高标号汽油的需求愈发强烈。

汽油组分中烯烃和芳香烃是高辛烷值的组分，但随着越来越严峻的环保问题，直接或间接地导致这些组分的降低。直接原因是由于烯烃和芳香烃具有不饱和性、容易产生胶质、增加积碳，含碳量也高、燃烧不如烷烃充分，因此国V标准也限制烯烃和芳烃的含量；间接原因是汽车尾气中的二氧化硫是酸雨主要来源，国家要求必须降低汽油中硫的含量以减少尾气硫排放量，这主要通过加氢脱硫，将汽油中的硫（硫醚、硫醇、杂环等）还原为硫化氢，再用水洗出来，但是加氢的同时，烯烃和芳香烃也会被还原而导致含量减少。这些都造成汽油辛烷值降低，标号下降。

提高汽油辛烷值的解决途径之一是加抗爆剂，但目前抗爆剂面临种种问题。四乙基铅和羰基锰由于会造成环境污染及对人体的毒性而禁止使用；甲基叔丁醚（MTBE）也有一定环境毒性而严格限制使用量；乙醇有一定的水溶性、和汽油的互溶性比较差，对发动机可能会有损伤，而且热值低、油耗会增大。异辛烷是最好的抗爆剂，但是产量供不上。

因此，作为提高汽油辛烷值的另一个途径——异构化，就显得异常重要。异构化是使用催化剂将石油烃中的正烷烃异构为异烷烃，从而提高辛烷值，催化剂要求原料含水量在5×10^-6。虽然水与油互为难溶，但经实际测定，汽油中含水量可在200×10^-6左右，远远超过了催化剂对水含量的要求。传统的汽提塔，即使吹氢也难以达到含水量小于5×10^-6，当前的工艺中主要通过蒸发脱水来达到要求，而蒸发脱水将耗费大量的能源，不符合当前环保节能的要求。

吸附脱水是利用吸附剂对水分子选择性吸附的特性来进行水分脱除，其在脱水干燥方面已广泛应用于各行业，如变色硅胶在试验室中的应用；活性氧化铝干燥剂在化工行业中的应用；分子筛在乙醇脱水的工业应用等等。吸附脱水的特点是吸附剂可重复使用，设备投资较小，没有大的能量消耗。当前尚无将吸附剂应用到汽油异构化中的原料脱水干燥中。

发明内容

本发明目的是提供一种汽油液相常温吸附脱水的方法，解决汽油脱水困难的问题。

本发明的技术方案为：一种适用于汽油异构化的常温脱水方法，包括以下步骤：

（a）将待脱水的直馏汽油在常温下送入装有吸附剂的吸附塔进行脱水处理，脱水后的汽油从吸附塔排出，收集到产品储罐；

（b）吸附剂达到饱和时，停止进料，对吸附剂进行再生；

（c）循环进行步骤（a）和步骤（b）。

本发明采用吸附剂吸附的方式对汽油进行脱水，在吸附剂达到吸附饱和点之前，需要对吸附剂进行解吸从而恢复其吸附能力，通过此种方式，本发明在常温下实现汽油的脱水，将其含水量降低到5×10^-6。

进一步地，所述步骤（a）中的吸附剂为分子筛、硅胶、活性氧化铝、树脂中的至少一种。吸附剂可以是其中的一种，也可以是两种或两种以上的配合使用。更进一步地，所用分子筛优选二次交换分子筛。

进一步地，所述步骤（a）中，经吸附处理的汽油须先通过过滤装置，再进入到产品储罐。过滤装置可以是滤网，滤网目数为50~200目，材质可以是金属或塑料，将滤网设置在吸附塔顶部，以防止吸附剂颗粒或吸附剂破碎后的固体进入到产品储罐中，确保汽油的纯度。

进一步地，所述步骤（b）中，吸附剂的再生过程为：

（b1）先进行排液，使吸附罐中尚存汽油返回进料系统；

（b2）用气体对吸附塔内的床层进行吹扫，使吸附塔床层死角内汽油返回进料系统；

（b3）采用升温、真空的方式使吸附剂完成再生，并用吸收系统吸收残余汽油。吸收系统防止汽油逸散到环境中。

这里提到的排液主要是排出吸附塔内残留的汽油，而通过吹扫气吹扫后，能进一步将吸附塔内的死角清理干净，同时，通过吸收系统将解吸的水和微量汽油回收，避免污染环境。在升温和真空的条件下，吸附剂对水的吸附力大大降低，水分脱离吸附剂，从而使吸附剂重新具备较强的吸附能力，实现吸附剂的再生，使吸附剂能够进入到下一次吸附工作。

进一步地，（b3）中采用热气加热系统的方式对吸附塔床层进行升温，吹扫用气体和热气加热系统所用气体为氮气、干气或其他方便利用的工艺废气。

进一步地，热气加热系统的气路上设置有干燥器，所用干燥器可以填装硅胶、分子筛、氧化铝等的一种或多种；

进一步地，（b3）中的真空由真空系统产生，真空系统由真空泵和吸收系统构成，吸收系统内装填分子筛或活性炭。

进一步地，（b2）中吹扫气压力为0.1~0.3MPa。

进一步地，（b3）中吸附剂再生时的温度为120~180℃，真空度为-0.06~-0.08MPa。通过这样一种再生方式，能够使吸附剂在较短的时间内实现再生，使操作的难度和成本处于较低水平。

进一步地，所述吸附塔为N个，其中N为等于或大于2的整数，吸附阶段时，待脱水的汽油通过泵进入到处于吸附状态的吸附塔中进行脱水处理；吸附剂再生阶段时，通过自流和吹扫气吹扫将吸附塔中的残留汽油返回进料槽。

进一步地，作为优选方案，所述吸附塔有两个，分别是吸附塔一和吸附塔二，同时还包括泵一和泵二，吸附塔一和吸附塔二采用并联，泵一用来输送待脱水物料，泵二用来产生再生的真空度，吸附和再生的具体过程为：

（a1）开启吸附塔一的入口阀门，通过泵一将待脱水的汽油送入吸附塔一，汽油在吸附塔一内完成脱水操作；

（a2）运行一段时间后，关闭吸附塔一的入口阀门，打开吸附塔一的卸料阀门，将吸附塔一内的汽油返回进料槽中，用吹扫气对吸附塔一内的床层进行吹扫，进一步回收吸附塔一床层死角内的原料液，同时通过泵一将待脱水的汽油送入吸附塔二中进行脱水；

（a3）吸附塔一吹扫完汽油后，通过加热系统对吸附塔一进行加热，然后通过泵二进行抽真空，使吸附剂在高温、真空环境下完成再生；

（a4）同理，吸附塔二完成吸附后，通过同样方法进行卸料和再生；

（a5）按照以上步骤循环，最终完成汽油的脱水。

本方案通过这样一种吸附和再生方式，始终能够保证有一组吸附塔处于吸附状态，从而确保了汽油脱水处理的连续性，整个处理过程简单、易操作，两组吸附塔之间的切换由自动化程序控制，在有效确保吸附剂再生的基础上，使整个工艺的效率得到最大的提高。

进一步地，作为优选方案，所述吸附塔一和吸附塔二的高径比均为3。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本发明采用吸附剂吸附的方式除去汽油中的水分，吸附剂可以再生使用，通过这样的方式，在常温下实现了汽油的脱水处理，不仅使汽油的含水量降到了5×10^-6以下，而且整个工艺控制简单，能量消耗小。

（2）本发明通过设置多个吸附塔，始终能够保证至少有一个吸附塔处于吸附状态，从而确保了整个汽油脱水处理的连续性，整个处理过程简单、易操作，两组吸附塔之间的切换由自动化程序控制，在有效确保吸附剂再生的基础上，使整个工艺的效率得到最大的提高。

附图说明

图1为本发明的实施例2的工艺流程图。

具体实施方式

实施例1：

处理汽油量为0.3T/d（经分析，含水量为0.0238%），以25Kg的3A分子筛装填高径比为3的吸附塔进行吸附，物料流速为12.5Kg/h。本实施例所述的一种汽油液相常温吸附脱水方法，包括以下步骤：

（a）在常温下，将待脱水的汽油送入装有吸附剂的吸附塔进行吸附处理，流出产品汽油的含水量为0.0003%~0.0005%。吸附后的汽油从吸附塔排出，并进入到产品收集罐中，这里的吸附剂使用3A分子筛；

（b）吸附250小时后（这时吸附剂对汽油的处理即将无法满足含水量要求，并不是达到吸附剂的最大水吸附量）停止进料，用0.1Mpa的吹扫气进行卸料后，对吸附剂进行再生，再生时间为5个小时，再生条件为温度130℃、真空度-0.06MPa，每半小时抽真空10分钟（中途温度低于120℃，自动开启升温，重新计时开启真空程序）。经5小时再生后吸附塔流出产品汽油的含水量为0.0004%~0.0005%。

（c）循环进行步骤（a）、步骤（b）。

为了获得更好的汽油纯度，避免吸附剂颗粒或吸附剂破碎后的固体进入到产品收集罐中，本实施例在吸附塔的汽油出口处设置过滤装置，过滤装置可以是滤网，滤网目数为50~200目，材质可以是金属或塑料，将滤网设置在吸附塔顶部，以防止吸附剂颗粒或吸附剂破碎后的固体进入到产品储罐中，确保汽油的纯度。

本实施例通过上述方法，在常温下实现了汽油的脱水处理，不仅使汽油的含水量降到了5×10^-6以下，而且整个工艺控制简单，涉及到的开关、阀门较少，降低了操作难度，使整个工艺的可操作性更强。

实施例2：

如图1所示，本实施例以两个吸附塔为例，介绍汽油的整个脱水过程， 图中A、B、C、D、E、F、G均为阀门；处理汽油含水量为0.0238%，以0.6m³的3A分子筛装填高径比为3的吸附塔进行吸附，物料流速为210Kg/h。

（1）开启阀门A1、B1，通过泵一将汽油送入吸附塔一，汽油在吸附塔一内吸附340小时，经过吸附后的汽油从吸附塔一的顶部进入到产品收集罐中；

（2）关闭吸附塔一的阀门A1、B1，打开阀门C1、D1，使用0.15Mpa的吹扫气将吸附塔一内的残留汽油排入储液罐中，同时打开A2、B2将原料汽油送入吸附塔二中进行脱水；

（3）吸附塔一排完汽油后，阀门C1、D1关闭，阀门E1开启，开启泵二，进行抽真空10分钟，关闭E1，开启F1、G1通过加热系统对吸附塔一进行加热升温，到150℃后再次关闭F1、G1，开启E1进行真空再生（真空度-0.07Mpa）10分钟，保持20分钟后再次抽真空10分钟，保持20分钟（中途温度低于140℃，自动开启升温，从新计时开启真空程序）；重复升温与真空解吸，6小时后完成吸附塔一的吸附剂再生，备用；

（4）吸附塔二完成吸附后，关闭阀门A2、B2，开启阀门C2、D2将吸附塔二内残留的汽油排入储液罐中准备吸附剂再生，同时吸附塔一开始脱水；

（5）吸附塔二排完汽油后，阀门C2、D2关闭，阀门E2开启，开启泵二，进行抽真空10分钟，关闭E2，开启F2、G2通过加热系统对吸附塔一进行加热升温，到150℃后再次关闭F2、G2，开启E2进行真空再生：抽真空10分钟，20分钟后再次抽真空10分钟，保持20分钟；重复升温与真空解吸，6小时后完成吸附塔二的吸附剂再生，备用；

（6）按照以上步骤循环，最终完成汽油的脱水。

本实施例通过采用上述工艺，将含水量为0.0238%原料汽油，送入吸附塔一中，经吸附处理后流出产品汽油的含水量为0.0003%~0.0004%，运行340小时后，开始转入再生阶段，并使吸附塔二进入脱水处理，吸附塔一内的吸附剂再生温度控制在150℃，间歇真空解吸6小时，每20分钟抽真空10分钟，真空度为-0.07MPa，系统在长期稳定运行后，脱水后的汽油含水量在0.0003%~0.0004%。

另外，需要特别说明的是，本发明仅以保证连续生产的双塔工艺为例进行说明，在物料流处理量较大时，可以有多个吸附塔。

以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种汽油液相常温吸附脱水的方法，其特征在于：包括以下步骤：

（a）将待脱水的汽油在常温下送入装有吸附剂的吸附塔进行脱水处理，脱水后的汽油从吸附塔排出，收集到产品储罐；

（b）吸附剂达到饱和时，停止进料，对吸附剂进行再生；

（c）循环进行步骤（a）和步骤（b）。

2. 根据权利要求1所述的一种汽油液相常温吸附脱水的方法，其特征在于：步骤（a）所使用吸附剂为分子筛、硅胶、活性氧化铝或树脂中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种汽油液相常温吸附脱水的方法，其特征在于：步骤（a）中汽油从吸附塔排出后经过过滤装置进入产品储罐。

4.根据权利要求1所述的一种汽油液相常温吸附脱水的方法，其特征在于：所述步骤（b）中，吸附剂的再生过程为：

（b1）先进行排液，使吸附罐中尚存汽油返回进料系统；

（b2）用气体对吸附塔内的床层进行吹扫，使吸附塔床层死角内汽油返回进料系统；

（b3）采用升温、真空的方式使吸附剂完成再生，并用吸收系统吸收残余汽油。

5. 根据权利要求4所述的一种汽油液相常温吸附脱水的方法，其特征在于：（b3）中采用热气加热系统的方式对吸附塔床层进行升温，吹扫用气体和热气加热系统所用气体为氮气、干气或其他方便利用的工艺废气。

6. 根据权利要求4所述的一种汽油液相常温吸附脱水的方法，其特征在于：（b3）中的热气加热系统的气路上设置有干燥器，所用干燥器可以填装硅胶、分子筛、氧化铝等的一种或多种。

7. 根据权利要求4所述的一种汽油液相常温吸附脱水的方法，其特征在于：（b3）中的真空由真空系统产生，真空系统由真空泵和吸收系统构成，吸收系统内装填分子筛或活性炭。

8. 根据权利要求4所述的一种汽油液相常温吸附脱水的方法，其特征在于：（b2）中吹扫气压力为0.1~0.3MPa。

9. 根据权利要求4所述的一种汽油液相常温吸附脱水的方法，其特征在于：（b3）中吸附剂再生时的温度为120~180℃，真空度为-0.06~-0.08MPa。

10. 根据权利要求1-9任一项所述的一种汽油液相常温吸附脱水的方法，其特征在于：所述吸附塔有两个，分别是吸附塔一和吸附塔二，同时还包括泵一和泵二，吸附塔一和吸附塔二采用并联，泵一用来输送待脱水物料，泵二用来产生再生的真空度，吸附和再生的具体过程为：

（a1）开启吸附塔一的入口阀门，通过泵一将待脱水的汽油送入吸附塔一，汽油在吸附塔一内完成脱水操作；

（a2）运行一段时间后，关闭吸附塔一的入口阀门，打开吸附塔一的卸料阀门，将吸附塔一内的汽油返回进料槽中，用吹扫气对吸附塔一内的床层进行吹扫，进一步回收吸附塔一床层死角内的原料液，同时通过泵一将待脱水的汽油送入吸附塔二中进行脱水；

（a3）吸附塔一吹扫完汽油后，通过加热系统对吸附塔一进行加热，然后通过泵二进行抽真空，使吸附剂在高温、真空环境下完成再生；

（a4）同理，吸附塔二完成吸附后，通过同样方法进行卸料和再生；

（a5）按照以上步骤循环，最终完成汽油的脱水。