CN106588543A - 一种抽余碳五脱除碱性氮的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抽余碳五脱除碱性氮的方法。该方法将抽余碳五通过由磺酸基阳离子交换树脂/水构成的固定床反应器；所述水为由上至下的循环水，其水面高过磺酸基阳离子交换树脂构成的树脂床层；抽余碳五由下至上逆流进入树脂床层进行碱性氮脱除；所述磺酸基阳离子交换树脂的质量交换容量为3～5.5mmol/g，质量空速为3～15hr-1；反应温度为5～50℃，反应压力为0.1～0.6MPa。本发明通过将抽余碳五通过磺酸基阳离子交换树脂/水构成的固定床反应器，实现了脱除碱性氮和废水处理的双重功能。具有工艺简单、无废水排放、脱氮精度高和可以有效阻止聚合副反应及物料无损失的优点。
Description
技术领域
本发明涉及石油化工技术领域，具体的说，涉及一种抽余碳五脱除碱性氮的方法。
背景技术
石脑油蒸汽裂解制乙烯的过程中副产相当数量的碳五馏分，目前碳五馏分最有价值的综合利用是在碳五分离装置中，通过萃取精馏分离制取其中经济价值较高的间戊二烯、异戊二烯和双环戊二烯三种双烯烃。碳五馏分萃取精馏分离双烯烃前，必须先将一部分含有碳四轻烃的碳五物料分离出来，这部分物料约占碳五馏分总量的20wt％左右；此外在精馏过程会有碳六馏分分出，这部分物料约占碳五馏分总量的10wt％左右，工业上通常将这两种物料统称为抽余碳五。
在碳五分离装置中，为了尽可能减缓各种双烯烃的聚合，需加入少量的N,N-二乙基羟胺作为气相阻聚剂，在精馏中会有极微量的N,N-二乙基羟胺被引入抽余碳五中，而在以N,N-二甲基甲酰胺为萃取剂的萃取精馏工艺进行异戊二烯精制时，由于N,N-二甲基甲酰胺会在一定条件下与水反应生成甲酸和二甲胺，自身在一定温度下也会分解生成二甲胺、一氧化碳和水，因此采出的抽余碳五同样会引入微量二甲胺而呈现较强碱性。
抽余碳五可作为燃料及用作调和汽油。根据GB/T17930-2013车用汽油的规定，要求不含有水溶性酸及碱(GB/T259-1988石油产品水溶性酸及碱测定法)，否则不能作为调和汽油之用。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种抽余碳五脱除碱性氮的方法。该方法将抽余碳五通过装有磺酸基阳离子交换树脂/水构成的固定床进行脱除碱性氮，使抽余碳五满足用作调和汽油之用的水溶性酸碱要求。
以下是本发明具体的技术方案：
一种抽余碳五脱除碱性氮的方法，该方法将抽余碳五通过由磺酸基阳离子交换树脂/水构成的固定床反应器；所述水为由上至下的循环水，其水面高过磺酸基阳离子交换树脂构成的树脂床层，抽余碳五由下至上逆流进入树脂床层进行碱性氮脱除；其中：所述磺酸基阳离子交换树脂的质量交换容量为3～5.5mmol/g，质量空速为3～15hr-1；反应温度为5～50℃，反应压力为0.1～0.6MPa。
上述过程所述的磺酸基阳离子交换树脂的质量交换容量最好为4～5mmol/g；质量空速最好为5～9hr-1；反应温度最好为10～42℃；反应压力最好为0.2～0.5MPa。
本发明的关键是将抽余碳五通过磺酸基阳离子交换树脂/水构成的固定床反应器，实现了碱性氮脱除和废水处理的双重功能，并且有效阻止了抽余碳五中所含的不饱和烃的齐聚反应。
发明人通过研究发现，基于N,N-二乙基羟胺和二甲胺在水中的溶解性，以及反应速率极快的酸碱反应，在大量实验的基础上，实现了抽余碳五脱碱性氮和废水处理在一个反应器中同时完成的设想。从理论角度来推测，认为抽余碳五中的碱性氮先溶解于水中，溶于水的碱性氮在磺酸基阳离子交换树脂表面吸附，并通过快速的中和反应使碱性氮固化在树脂表面而得以脱除，同时水质得到了净化，无需排放。
通常不饱和烃极易在磺酸基阳离子交换树脂表面发生齐聚反应，但当树脂表面浸泡在水中时，由于水充满了树脂的孔道，使得不溶于水的不饱和烃无法在树脂表面吸附，水起到了树脂与反应物之间的隔离作用，完全阻止了齐聚反应的发生。此外虽然抽余碳五在水中有一定的溶解度，但由于没有废水排放，物料没有损失。
吸附碱性氮饱和的磺酸基阳离子交换树脂可采用本领域技术人员广为知晓的工艺进行再生。离子交换树脂的基体由苯乙烯与交联剂二乙烯苯产生聚合反应，形成具有长分子主链及交联横链的网络骨架结构的聚合物。再在骨架上导入-SO3H的化学活性基团而制成。它们有较高的机械强度，化学性质也很稳定，在正常情况下有较长的使用寿命。对吸附碱性氮饱和的强酸性阳离子交换树脂离子可以利用交换反应的可逆性来实现树脂的再生，用化学药剂将树脂所吸附的离子和其他杂质洗脱除去，使之恢复原来的组成和性能。
本发明通过将抽余碳五通过磺酸基阳离子交换树脂/水构成的固定床反应器，实现了脱除碱性氮和废水处理的双重功能。具有工艺简单、无废水排放、脱氮精度高和可以有效阻止聚合副反应及物料无损失的优点。
附图说明
图1为抽余碳五脱碱性氮固定床反应器示意图。
具体实施方式
下面通过实施例来对本发明的细节作进一步的描述，由于本发明的区别特征主要在于抽余碳五脱碱性氮和废水处理同时进行，其它部分则与现有技术基本相同，因此实施例将注重抽余碳五脱碱性氮实验数据的列举。
【实施例1～10】
一、返回料
实施例1～10使用的抽余碳五来源于碳五分离装置。抽余碳五的组分见表1。
表1.
| 组分 | 抽余碳五(1) | 抽余碳五(2) |
| 总碳四,％ | 20.62 | 0.00 |
| 3-甲基丁烯-1,％ | 4.22 | 0.00 |
| 异戊烷,％ | 49.52 | 0.00 |
| 1.4-戊二烯,％ | 10.18 | 0.00 |
| 丁炔-2,％ | 7.87 | 0.00 |
| 戊烯-1,％ | 3.86 | 0.00 |
| 2-甲基丁烯-1,％ | 1.75 | 0.00 |
| 正戊烷,％ | 0.05 | 0.00 |
| 异戊二烯,％ | 1.57 | 0.01 |
| 2-甲基丁烯-2,％ | 0.00 | 0.02 |
| 反戊二烯-1.3,％ | 0.00 | 0.97 |
| 环戊二烯,％ | 0.12 | 0.42 |
| 顺戊二烯-1.3,％ | 0.00 | 2.30 |
| 环戊烯,％ | 0.00 | 3.91 |
| 环戊烷,％ | 0.00 | 10.63 |
| 其他碳五,％ | 0.24 | 0.19 |
| 总碳六,％ | 0.00 | 79.49 |
| 苯,％ | 0.00 | 2.06 |
| 水溶性碱性氮，％ | 0.001 | 0.005 |
二、抽余碳五脱碱性氮
抽余碳五在如图1所示的固定床反应器中进行碱性氮的脱除。反应器尺寸为 的不锈钢管，管中装入粒径为0.40～1.25mm的球形磺酸基阳离子交换树脂催化剂100克构成树脂床层，树脂的质量交换容量为5.0mmol/g，树脂由山东齐鲁科力化工研究院有限公司生产，型号为QRE-01。反应进料量由进料泵控制，系统压力由安装于脱碱性氮后抽余碳五储罐的背压阀调节。
在实验开始前，将脱离子水充入水洗塔中，直至水的液面达到高出树脂床层高度的20～30mm。启动抽余碳五进料泵，油相抽余碳五由下至上逆流进入树脂床层。油相经沉降分水后从反应器顶部流出。质量空速为3～15hr-1；反应温度为5～5℃；反应压力为0.2～0.6MPa。水洗前后碱性氮的含量采用GB/T259-1988石油产品水溶性酸及碱测定法测定。实施的条件和结果见表2。
表2.
Claims (3)
1.一种抽余碳五脱除碱性氮的方法，其特征在于，该方法将抽余碳五通过由磺酸基阳离子交换树脂/水构成的固定床反应器；所述水为由上至下的循环水，其水面高过磺酸基阳离子交换树脂构成的树脂床层，抽余碳五由下至上逆流进入树脂床层进行碱性氮脱除；其中：所述磺酸基阳离子交换树脂的质量交换容量为3～5.5mmol/g，质量空速为3～15hr-1；反应温度为5～50℃，反应压力为0.1～0.6MPa。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的磺酸基阳离子交换树脂的质量交换容量为4～5mmol/g；质量空速为5～9hr-1；反应温度为10～42℃；反应压力为0.2～0.5MPa。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述磺酸基阳离子交换树脂的粒径为0.40～1.25mm。
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Citations (3)
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| US4238320A (en) * | 1979-04-19 | 1980-12-09 | Gulf Research & Development Company | Denitrogenation of shale oil |
| CN1472284A (zh) * | 2002-07-30 | 2004-02-04 | 中国石油化工股份有限公司 | 从催化裂化汽油中分离并精制醚化原料的方法 |
| CN103409162A (zh) * | 2013-07-17 | 2013-11-27 | 辽宁石油化工大学 | 一种焦化汽油的加氢前预处理方法 |
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