CN107011942B - 一种降低汽油脱硫过程中萃取剂再生能耗的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种降低汽油脱硫过程中萃取剂再生能耗的方法，该方法具体为：汽油馏分油和萃取剂在萃取塔内进行萃取，萃取富液经换热器换热后进入萃取精馏再生塔，部分塔顶的萃取精馏回收油与萃取剂在静态混合器中充分混合后进入萃取精馏再生塔顶作回流，另一部分输出装置；萃取塔抽余油进入补充精制塔塔底，含萃取剂的补充精制剂汽化后进入萃取精馏再生塔和再生塔塔底；萃取精馏再生塔塔底再生剂进入再生塔，再生塔塔顶含硫油冷凝沉降后去加氢精制装置；再生塔塔底中部分再生剂与补充精制剂混合后进入过滤器，滤液返回至汽化器。该方法将现有再生塔底的贫溶剂回收方式由减压水蒸气蒸馏改为过滤回收，降低了能耗节约了成本。

Description

一种降低汽油脱硫过程中萃取剂再生能耗的方法

技术领域

本发明属于石油炼制技术领域，具体涉及一种降低汽油脱硫过程中萃取剂再生能耗的方法。

背景技术

随着人类环保意识的增强，汽车尾气中有害物质对大气环境的污染越来越引起人们的重视，世界各国对发动机燃料的组成提出了日趋严格的要求，尤其是硫含量。欧盟于2005年开始实施欧IV汽车尾气排放标准，要求汽油硫含量小于50μg/g，于2009年9月1日开始实施欧V排放标准，要求汽油硫含量小于10μg/g，在2014年实行更为严格的欧VI标准。中国于2009年底实施的国III汽油标准(GB17930-2006)，要求硫含量不大于150μg/g；2014年1月1日起全面执行国四汽油标准，要求硫含量不大于50μg/g；2017年1月1日起全面执行国五汽油标准，要求硫含量不大于10μg/g。汽油质量标准的不断升级，使炼油企业的汽油生产技术面临着越来越严峻的挑战。

目前国内成品汽油中90％以上的硫来自于催化裂化(FCC)汽油，因此降低催化裂化汽油中的硫含量成为降低成品汽油硫含量的关键所在。降低催化裂化汽油的硫含量通常可采用催化裂化原料加氢预处理(前加氢)、催化裂化汽油加氢脱硫(后加氢)两种方式。其中，催化裂化原料预处理可以大幅降低催化裂化汽油的硫含量，但需要在温度和压力都很苛刻的条件下操作，同时因为装置处理量大，导致氢耗也比较大，这些都将提高装置的投资或运行成本。尽管如此，由于世界原油的重质化，越来越多的催化裂化装置开始处理含有常、减压渣油等的劣质原料，因此催化裂化原料加氢装置量也在逐年增加。同时，随着催化裂化技术的革新，催化裂化脱硫助剂的逐渐应用，我国部分企业的催化裂化汽油硫含量可以达到500μg/g以下，甚至是150μg/g以下。但如果要进一步降低催化裂化汽油的硫含量，使之小于50μg/g(满足欧IV排放标准对汽油硫含量的限制)，甚至小于10μg/g(满足欧V排放标准对汽油硫含量的限制)，则必须大幅度提高催化裂化原料加氢装置的操作苛刻度，经济上很不合算。

相比前加氢而言，催化裂化汽油加氢脱硫在装置投资、生产成本和氢耗方面均低于催化裂化原料加氢预处理，且其不同的脱硫深度可以满足不同规格硫含量的要求。但是如果采用传统的加氢精制方法会使催化裂化汽油中具有高辛烷值的烯烃组分大量饱和而使辛烷值损失很大。

催化裂化汽油轻馏分中烯烃含量高，重馏分中烯烃含量较低，所以可以采用馏分切割的方法，将催化裂化汽油切割成轻馏分与重馏分；重馏分采取传统的加氢脱硫技术，轻馏分采用非加氢脱硫技术。文献表明催化裂化汽油中硫化物主要分为硫醇类、硫醚类、噻吩类3大类，其中噻吩类含量最高，占硫化物的70％左右；其次是硫醇类，占硫化物16％～20％左右；硫醚类含量较其他两类相对较少。汽油中的噻吩类硫化物中甲基噻吩含量较高，占40％左右，其次是噻吩占15％左右。从硫化物的沸点可知，汽油轻组分中硫醇类主要集中在80℃以下，而噻吩存在于80℃～90℃的馏分中，在100℃～120℃范围内，硫含量最高，占总硫含量的20％左右，应该大部分是甲基噻吩及少量四氢噻吩等。采用非加氢脱硫技术脱汽油轻馏分中的硫化物时，轻、重馏分的切割点越高，重馏分中烯烃含量越少，则加氢导致的烯烃损失越小。当切割点为80℃时，轻馏分主要为硫醇；当切割点为90℃时，轻馏分中噻吩含量较高，此时必须脱除噻吩才能使轻馏分中硫含量≯10μg/g。因此非加氢脱硫关键在于脱除轻馏分中的噻吩。

中国专利CN103555359A提出了一种催化裂化汽油的深度脱硫方法，该方法虽然能深度脱除催化裂化汽油所含硫化物，减少加氢脱硫的加工比例，但是该方法从回收塔塔底出来的一小部分贫溶剂直接送到溶剂再生塔中部，水分馏塔塔底产生的蒸汽进入溶剂再生塔底部，对贫溶剂进行减压水蒸汽蒸馏，溶剂蒸汽和水蒸汽从溶剂再生塔塔顶出来进入回收塔塔底。由于贫溶剂中所含萃取剂沸点高，使溶剂汽化，大大增加能耗。传统的重整芳烃抽提同样安装上述方法脱除环丁砜高温分解固体产物。

本发明在原有装置的基础上增加了静态混合器和过滤器，在将部分萃取精馏回收油回流萃取精馏的同时，将再生塔底部出来的再生剂与补充精制剂混合后过滤分离，免去了再生剂汽化的操作，极大地降低了能耗。

发明内容

本发明的目的在于提供一种降低汽油脱硫过程中萃取剂再生能耗的方法，该方法具体如下：汽油馏分油和萃取剂分别进入萃取塔内进行萃取得到萃取抽余油和萃取富液，所述萃取抽余油进入补充精制塔与补充精制剂混合后经汽化器汽化，汽化所得蒸汽进入萃取精馏再生塔和再生塔；所述萃取富液经换热器换热后进入萃取精馏再生塔得到萃取精馏回收油，所述萃取精馏回收油与萃取剂在静态混合器中充分混合后回流到萃取精馏再生塔中，经过萃取精馏得到合格的萃取精馏回收油；萃取精馏再生塔塔底物料进入再生塔分别得到含硫油和再生剂，所述含硫油冷凝沉降后去加氢精制装置，得到合格汽油调和油，部分再生剂与补充精制剂混合后进入过滤器过滤，滤液返回至汽化器滤渣排出，从汽化器、再生塔再生出的萃取剂返回到萃取塔重复利用。

按照上述方案，所述过滤器为自清洗过滤器、全自动过滤器、刷式过滤器、弹性过滤器、空气过滤器、高效空气过滤器、液体过滤器、高压过滤器、离心过滤器中的任意一种。

按照上述方案，过滤器中的过滤介质为工业滤布、金属丝网、珍珠岩粉、纤维素、活性炭、白土、硅藻土、脱色木质纸板、合成纤维板中的任意一种。

按照上述方案，所述萃取剂为N-甲基吡咯烷酮、环丁砜、多乙二醇、甘油甲缩醛、噻吩磺酸、糠醛、苯酚、吗啉、N-甲基苯甲酰胺、N-甲酰吗啉、N,N二甲基甲酰胺、水合肼、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二乙醇胺醚、三乙醇胺醚中的一种或两种及以上组成的混合物。

按照上述方案，所述补充精制剂为甲醇、乙醇、甲醛、乙醛、丙酮、丁酮、乙醇胺中任意一种与水的混合物。

按照上述方案，所述萃取精馏再生塔塔顶在常压或减压下操作。

按照上述方案，所述萃取精馏再生塔塔顶回流比为0.01-5。

按照上述方案，从补充精制塔塔顶出来的补充精制油经水洗塔水洗后得到水洗油和水洗废水，所述水洗油和水洗废水经管线分别排出。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：将现有汽油脱硫方法再生塔底的贫溶剂减压水蒸气蒸馏回收方式改为过滤器过滤回收的方式，无需将高沸点萃取剂汽化，常温下即可操作。现有技术使1.5t贫溶剂全部汽化，需要消耗1.8t20MPa的热蒸汽，按照220元/t热蒸汽计算，每处理1t贫溶剂折合人民币需要264元。本发明通过过滤方式每处理1t含萃取剂的溶剂需要消耗2.4度电和5kg白土(白土作为助滤剂)，其中1元/度电，1元/kg白土，折合人民币7.4元，降低能耗97.20％，极大的节约了成本。该方法同样适用于重整芳烃抽提装置。

附图说明

图1为本发明降低汽油脱硫过程中萃取剂再生能耗的工艺流程图。

其中，1-萃取塔；2-补充精制塔；3-汽化器；4-水洗塔；5-换热器；6-萃取精馏再生塔；7-沉降罐；8-静态混合器；9-沉降罐；10-再生塔；11-过滤器；12至31-管线。

具体实施方式

为使本领域普通技术人员充分理解本发明的技术方案和有益效果，以下结合具体实施例进行进一步说明。

如图1所示的一种降低汽油脱硫过程中萃取剂再生能耗的方法，具体如下：汽油馏分油经输油管线12从萃取塔1底部进入，萃取剂经管线13从萃取塔1塔顶进入，从萃取塔1出来的萃取抽余油经管线14进入补充精制塔2，含萃取剂的补充精制剂混合物经管线15输送至汽化器3，汽化所得蒸汽经管线16进入萃取精馏再生塔6和再生塔10塔底。从补充精制塔塔顶出来的补充精制油经管线26进入水洗塔4，水洗水经管线27进入水洗塔4塔顶，水洗所得水洗油经管线28从水洗塔4塔顶输出装置，水洗废水经管线29从水洗塔4塔底排出装置。

从萃取塔1出来的萃取富液经管线17输送至换热器5换热后，进入萃取精馏再生塔6，部分塔顶的萃取精馏回收油与萃取剂在静态混合器8中充分混合后经管线18回流到萃取精馏再生塔6中，另一部分经管线19输出装置。萃取精馏再生塔6塔底再生剂经管线20进入到再生塔10，再生塔10塔顶含硫油经冷凝沉降后由管线21送至加氢精制装置。再生塔10塔底所得再生剂部分经管线22与来自管线23的补充精制剂混合后经管线30进入过滤器11，过滤后的滤液经管线31、管线15返回至汽化器3，滤渣排出。从再生塔10出来的、再生好的萃取剂依次经管线24、管线25和管线13返回到萃取塔6塔顶循环使用。所述萃取精馏再生塔包括塔底至中上部的再生段和中上部至塔顶的萃取精馏段，塔顶在常压或减压下操作，塔顶回流比控制在0.01-5。

以萃取精馏再生塔塔顶得到的萃取精馏回收油为原料(硫含量为304.90ug/g)，使用环丁砜和N,N二甲基甲酰胺作为萃取剂，剂油比2:1，常压条件下，经过萃取精馏，当切割点为30℃时，测得馏出物硫含量为7.60ug/g；当切割点为40℃时，测得馏出物硫含量为30.70ug/g。以萃取精馏再生塔塔顶得到的萃取精馏回收油为原料(硫含量为304.90ug/g)，使用环丁砜和N,N二甲基甲酰胺作为萃取剂，剂油比2:1，常压条件下，经过两级萃取精馏，当切割点为30℃时，测得馏出物硫含量为4.36ug/g；当切割点为40℃时，测得馏出物硫含量为21.90ug/g。

对比例1

在其他条件相同的情况下，采用减压水蒸气蒸馏的方式回收萃取剂。使1.5吨含环丁砜的萃取剂全部汽化，需要消耗压力为20MPa的热蒸汽1.8吨，按照220元/t热蒸汽的价格计算，每处理1t贫溶剂折合人民币需要264元。

实施例1

采用本发明方法，将萃取剂的回收方式由减压水蒸气蒸馏改为过滤回收。含环丁砜的萃取剂在250℃加热5小时后变为黑色液体，将上述液体用补充精制剂稀释后注入过滤介质为砂布的自清洗过滤器中过滤，滤液为透明状液体，滤渣留在滤饼中。

实施例2

采用本发明方法，将萃取剂的回收方式由减压水蒸气蒸馏改为过滤回收。含环丁砜的萃取剂在250℃加热5小时后变为黑色液体，将上述液体用水稀释后注入过滤介质为白土的自清洗过滤器中过滤，滤液为透明状液体，滤渣留在滤饼中。本发明通过过滤方式每处理1t含萃取剂的溶剂需要消耗2.4度电和5kg白土，其中1元/度电，1元/kg白土，折合人民币7.4元，降低能耗97.20％。

实施例3

采用本发明方法，将萃取剂的回收方式由减压水蒸气蒸馏改为过滤回收。含环丁砜的萃取剂在250℃加热5小时后变为黑色液体，将上述液体用补充精制剂稀释后注入过滤介质为白土的自清洗过滤器中过滤，滤液为透明状液体，滤渣留在滤饼中。本发明通过过滤方式每处理1t含萃取剂的溶剂需要消耗2.4度电和5kg白土，其中1元/度电，1元/kg白土，折合人民币7.4元，降低能耗97.20％。

实施例4

采用本发明方法，将萃取剂的回收方式由减压水蒸气蒸馏改为过滤回收。含环丁砜的萃取剂在250℃加热5小时后变为黑色液体，将上述液体用水稀释后注入过滤介质为活性炭的自清洗过滤器中过滤，滤液为透明状液体，滤渣留在滤饼中。本发明通过过滤方式每处理1t含萃取剂的溶剂需要消耗2.4度电和5kg活性炭，其中1元/度电，6元/kg活性炭，折合人民币30元，降低能耗87.73％。

Claims (8)

1.一种降低汽油脱硫过程中萃取剂再生能耗的方法，其特征在于，包括以下步骤：汽油馏分油和萃取剂分别进入萃取塔内进行萃取得到萃取抽余油和萃取富液，所述萃取抽余油进入补充精制塔与补充精制剂混合后经汽化器汽化，汽化所得蒸汽进入萃取精馏再生塔和再生塔；所述萃取富液经换热器换热后进入萃取精馏再生塔得到萃取精馏回收油，所述萃取精馏回收油与萃取剂在静态混合器中充分混合后回流到萃取精馏再生塔中，经过萃取精馏得到合格的萃取精馏回收油；萃取精馏再生塔塔底物料进入再生塔分别得到含硫油和再生剂，所述含硫油冷凝沉降后去加氢精制装置，得到合格汽油调和油；部分再生剂与补充精制剂混合后进入过滤器过滤，滤液返回至汽化器，滤渣排出，从汽化器、再生塔再生出的萃取剂返回到萃取塔重复利用。

2.根据权利要求1所述的一种降低汽油脱硫过程中萃取剂再生能耗的方法，其特征在于：所述过滤器为自清洗过滤器、全自动过滤器、刷式过滤器、弹性过滤器、空气过滤器、液体过滤器、高压过滤器、离心过滤器中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的一种降低汽油脱硫过程中萃取剂再生能耗的方法，其特征在于：过滤器中的过滤介质为工业滤布、金属丝网、珍珠岩粉、纤维素、活性炭、白土、硅藻土、脱色木质纸板、合成纤维板中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的一种降低汽油脱硫过程中萃取剂再生能耗的方法，其特征在于：所述萃取剂为N-甲基吡咯烷酮、环丁砜、多乙二醇、甘油甲缩醛、噻吩磺酸、糠醛、苯酚、吗啉、N-甲基苯甲酰胺、N-甲酰吗啉、N,N-二甲基甲酰胺、水合肼、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二乙醇胺醚、三乙醇胺醚中的一种或两种及以上组成的混合物。

5.根据权利要求1所述的一种降低汽油脱硫过程中萃取剂再生能耗的方法，其特征在于：所述补充精制剂为甲醇、乙醇、甲醛、乙醛、丙酮、丁酮、乙醇胺中任意一种与水的混合物。

6.根据权利要求1所述的一种降低汽油脱硫过程中萃取剂再生能耗的方法，其特征在于：所述萃取精馏再生塔塔顶在常压或减压下操作。

7.根据权利要求1所述的一种降低汽油脱硫过程中萃取剂再生能耗的方法，其特征在于：所述萃取精馏再生塔塔顶回流比为0.01-5。

8.根据权利要求1所述的一种降低汽油脱硫过程中萃取剂再生能耗的方法，其特征在于：从补充精制塔塔顶出来的补充精制油经水洗塔水洗后得到水洗油和水洗废水，所述水洗油和水洗废水经管线分别排出。