CN107365599A - 一种食品级正已烷低压加氢生产工艺 - Google Patents
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Abstract
一种食品级正已烷低压加氢生产工艺，该工艺包括以下步骤：(1)、来自罐区的混合己烷、戊烷、庚烷通过原料泵加压换热进入加氢一级反应器进行钴钼加氢反应，加氢反应后的物料由加氢反应器底部流出，进入氧化锌脱硫剂反应器；(2)、来自步骤(1)的物料在氧化锌脱硫剂反应器内通过氧化锌吸附加氢产生的H2S和HCL后进入汽汽换热器管程换热后进入加氢二级反应器；(3)、来自步骤(2)的物料加氢二级反应器进行芳烃加氢反应，同时将剩余的烯烃彻底加氢饱和为烷烃。采用本申请的工艺石脑油在低温、低压、较高空速和低氢油比条件下都具有很好的脱硫效果；同时采用高效加氢脱硫催化剂，反应压力低，有机硫转化率高，节约能耗，简化流程。
Description
技术领域：
本发明涉及溶剂油的提纯技术领域，尤其是指一种食品级正已烷低压加氢生产工艺。
背景技术：
溶剂油常用的脱硫方法有酸碱洗涤法、白土吸附法、分子筛精制法等工艺，酸碱洗涤法、白土吸附法、分子筛精制法等工艺生产的产品硫、氮含量高，芳烃、不饱和烯烃含量多，产品味道大，毒性强，颜色深，污染严重。而加氢精制法则具有产品质量好、收率高、操作灵活、污染少等优点，是当今有效地提高各种油品或半成品质量的最灵活、经济的工艺技术。
加氢法：加氢精制过程是指在保持原料油分子骨架结构不发生变化或变化很小的情况下，将杂质脱除以达到改善油品质量为目的的加氢反应，即“在有催化剂和氢气存在下，将原料馏分中含有硫、氮、氧及金属的非烃类组分加氢脱除以及烯烃、芳烃发生加氢饱和反应”。溶剂油的加氢精制脱硫、脱芳、脱烯烃是国内外高质量溶剂油精制必不可少的方法。
发明内容：
为了解决背景技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种食品级正已烷低压加氢生产工艺。采用本申请的工艺石脑油在低温、低压、较高空速和低氢油比条件下都具有很好的脱硫效果；同时采用高效加氢脱硫催化剂，反应压力低，有机硫转化率高，节约能耗，简化流程。
本发明的目的是以如下方式实现的：一种食品级正已烷低压加氢生产工艺，包括以下步骤：
(1)、来自罐区的混合己烷、戊烷、庚烷通过原料泵加压，与压缩装置送来的循环氢气混合后进入原料换热器壳程与来加氢反应器的汽相换热，再经汽汽换热器壳程与来氧化锌脱硫剂反应器的汽相再次换热，再经导热油加热器加热，达到反应温度的物料与氢混合物由上部进入加氢一级反应器进行钴钼加氢反应，此反应中反应温度为180℃-220℃、反应压力为0.6-0.8Mpa、氢油比 (100-200):1(V/V)、空速为(0.8-1.2):1、钴钼催化剂加入量为加氢一级反应器体积的80％-90％，此反应将有机硫和有机氯转化为H2S和HCL，大部分烯烃加氢饱和为烷烃，加氢反应后的物料由加氢反应器底部流出，进入氧化锌脱硫剂反应器；
(2)、来自步骤(1)的物料在氧化锌脱硫剂反应器内通过氧化锌吸附加氢产生的H2S和HCL，此反应中反应温度为180℃-220℃、反应压力为0.6-0.8Mpa、氢油比(100-200):1(V/V)、空速为(0.8-1.2):1、氧化锌脱硫剂加入量为氧化锌脱硫剂反应器体积的80％-90％，脱除H2S和HCL的汽相油品进入汽汽换热器管程换热后进入加氢二级反应器；
(3)、来自步骤(2)的物料加氢二级反应器进行芳烃加氢反应，同时将剩余的烯烃彻底加氢饱和为烷烃，此反应中反应温度为100℃-130℃、反应压力为0.6-0.8Mpa、氢油比(100-200):1(V/V)、空速为(0.8-1.2):1、加氢催化剂的用量为加氢二级反应器体积的80％-90％，此时的汽相物料进入原料换热器管程再次换热，换热降温后的油品经循环水冷器冷却后进入分离器进行分离，分离出的氢气去循环气压缩机经加压后回系统循环，分离出的油品通过调节阀送至罐区。
在上述工艺中有3个取样点，在中温氧化锌脱硫剂反应器底部设置取样点 5#，此处取样点重点监测硫含量，当产品中硫含量小于1ppm以下，产品才可以进入到二级加氢反应器里进行脱芳烃，在二级加氢反应器R204里底部有一个取样点4#，此处主要测溴指数与进色谱测苯含量，当溴指数检测小于1mgBr/100g、苯含量小于1ppm时，此时加氢才算完全合格，不合格产品经过管道进入原料罐，在采出管线上有一个3#取样点，此处测硫、测溴、测苯，要求无硫无溴无苯，此3处取样点，当刚生产时要求一小时一测样，当系统出料合格后，要求每班最少检测4-8次样品，已到达实时跟踪，实时监测的要求。
本发明的有益效果是：本工艺在保证原有分子骨架不变的情况下，脱除产品中的硫含量，降低产品的溴指数含量、苯含量，工艺条件温和，原料范围广，催化剂使用效果好，产品质量高，一般脱硫率达到95％，能生产出气味小，低毒，环保，颜色水白的高品质产品。
附图说明：
图1是本发明的流程示意图。
具体实施方式：
下面将对本发明进一步说明：
本发明的下述工艺中原料条件和产品指标如下表：
原料条件 表1
| 项目 | 指标 |
| 流量 | 18m3/h |
| 馏程 | ≤120℃ |
| 总硫 | ≤300ppm |
| 总氯 | ≤20ppm |
产品指标 表2
| 项目 | 指标 | 分析方法 |
| 硫含量 | ≤1ppm | SH/T0253 |
| 氯含量 | ≤1ppm | GB/T18612-2001 |
| 溴含量 | ≤10mgBr/100g | GB/T11136 |
| 苯含量 | ≤10ppm | GB/T17474 |
如图1所示，食品级正已烷低压加氢生产工艺包括以下步骤：
(一)、来自罐区的混合己烷、戊烷、庚烷通过原料泵加压，与压缩装置送来的循环氢气混合后进入原料换热器壳程与来加氢反应器的汽相换热，再经汽汽换热器壳程与来氧化锌脱硫剂反应器的汽相再次换热，再经导热油加热器加热，达到反应温度的物料与氢混合物由上部进入加氢一级反应器进行钴钼加氢反应，此反应中反应温度为210℃-220℃、反应压力为0.6-0.8Mpa、氢油比 (100-200):1(V/V)、空速为(0.8-1.2):1、钴钼催化剂加入量为8.73T，此反应将有机硫和有机氯转化为H2S和HCL，大部分烯烃加氢饱和为烷烃，加氢反应后的物料由加氢反应器底部流出，进入氧化锌脱硫剂反应器；
步骤(一)中所使用MC-2035钴钼催化剂
(1)、性能特点及用途：特点：以改性氧化铝为载体，载有钼、钴活性组份，具有脱硫活性高，使用空速高，抗压耐磨强度好，装填堆比低等特点，可以再生使用。用途：主要用于高硫重整原料预加氢精制及煤油加氢生产航空煤油。
(2)、主要理化性能及技术指标 表3
(3)、工作原理：
加氢脱硫的化学反应如下：COS+H2＝CO+H2SCS2+4H2＝CH4+2H2S；
C2H5SH+H2＝C2H6+H2SCH3SCH3+2H2＝2CH4+H2S；C4H4S+4H2＝C4H10+H2S；
CnH2n+H2＝CnH2n+2；O2+2H2＝2H2
在催化剂作用下原料油中COS、CS2、硫醇、噻吩、硫醚等有机硫加氢转化为H2S，烯烃加氢饱和及微量氧的脱除。
(二)来自步骤(一)的物料在氧化锌脱硫剂反应器内通过氧化锌吸附加氢产生的H2S和HCL，此反应中反应温度为210℃-220℃、反应压力为0.6-0.8Mpa、氢油比(100-200):1(V/V)、空速为(0.8-1.2):1、氧化锌脱硫剂加入量12.9T，脱除H2S和HCL的汽相油品进入汽汽换热器管程换热后进入加氢二级反应器；在氧化锌脱硫剂反应器底部取样监测硫含量，产品中硫含量为0.2ppm。
步骤(二)中所使用SR-109氧化锌脱硫剂：
(1)、性能特点及用途：特点：氧化锌脱硫剂具有低温活性好、强度高、磨耗低、耐水性能好等特点。用途：氧化锌脱硫剂广泛应用于制氢、合成氨、合成醇以及有机化工产品等工业原料气(油)的净化过程。该剂不仅可以将原料气 (油)中的H2S含量降至0.05ppm以下，而且对如COS、CS2等简单的有机硫化物也有较强的转化和吸收能力。
(2)、主要理化性能及技术指标 表4
| 外观 | 浅灰白色条状 |
| 主要成份 | ZnO、助剂 |
| 规格(mm) | Φ4.0 |
| 堆密度(g/ml) | 1.1-1.3 |
| 侧压强度(N/cm) | 80 |
| 工作硫容(Wt％) | ≥20 |
(3)、反应原理
ZnO+H2S＝＝ZnS+H2O△H＝-76.62KJ/mol
(三)、来自步骤(二)的物料加氢二级反应器进行芳烃加氢反应，同时将剩余的烯烃彻底加氢饱和为烷烃，此反应中反应温度为120℃-130℃、反应压力为0.6-0.8Mpa、氢油比(100-200):1(V/V)、空速为(0.8-1.2):1、加氢催化剂加入量为8.52T，此时的汽相物料进入原料换热器管程再次换热，换热降温后的油品经循环水冷器冷却后进入分离器进行分离，分离出的氢气去循环气压缩机经加压后回系统循环，分离出的油品通过调节阀送至罐区。在二级加氢反应器里底部取样，此处测硫含量为＜1ppm,溴指数为＜1mgBr/100g,苯含量＜ 1ppm.
步骤(三)中所使用HTB-35加氢催化剂：
(1)、性能特点及用途：HTB-35加氢催化剂可应用如下：1.苯加氢制环己烷；2.苯加氢制环己醇；3.工业粗乙烷和其它溶剂油的加氢；4.白油加氢；5. 润滑油加氢；6.有机硫化物液态烃的去除；7.高活性甲烷催化剂；8.硅烷加氢。
HTB-45加氢催化剂主要用于不饱和脂肪烃和芳香烃的有机加氢反应和有机硫化物脱出液态烷烃。用过该剂后，芳香烃或不饱和烃可减少到ppm级，液态烃中硫化物的含量可降低至小于0.1PPM。
(2)、主要理化性能及技术指标 表5
| 外观 | 黑色条状 |
| 主要成份 | NiO、助剂、Al2O3 |
| 规格(mm) | Φ1.6-2.0 |
| 堆密度(g/ml) | 0.75～0.85 |
| 侧压强度(N/cm) | 50 |
| Ni含量(Wt％) | 35-40 |
(3)、反应原理
加成反应。
在此工艺中有3个取样点，在中温氧化锌脱硫剂反应器底部设置取样点5#，此处取样点重点监测硫含量，当产品中硫含量小于1ppm以下，产品才可以进入到二级加氢反应器里进行脱芳烃，在二级加氢反应器R204里底部有一个取样点 4#，此处主要测溴指数与进色谱测苯含量，当溴指数检测小于1mgBr/100g、苯含量小于1ppm时，此时加氢才算完全合格，不合格产品经过管道进入原料罐，在采出管线上有一个3#取样点，此处测硫、测溴、测苯，要求无硫无溴无苯，此3处取样点，当刚生产时要求一小时一测样，当系统出料合格后，要求每班最少检测4-8次样品，已到达实时跟踪，实时监测的要求。
在此工艺中分离器分离出的气体大部分经循环氢压缩机补压后重新返回系统作"循环氢"使用，并在压缩机出口补充新氢气。"循环氢"的大部分与原料溶剂油混合，进入反应系统，保证所需"氢/油"比，带走反应热，有利平稳反应温度；还有小部分尾气由分离器出口经压力调节减压后送出系统可充当燃料使用，调节尾气送出量可维持系统中循环氢的纯度范围。
本申请与现在技术的加氢工序参数及产品指标对比如下表：
加氢工序参数对比 表6
| 参数 | 市场上大多数企业 | 本申请创新后 |
| 温度 | 250-350℃ | 180-220℃ |
| 压力 | 1.0-2.5MPa | 0.6-0.8Mpa |
| 空速 | 1-2:1 | 0.8-1.2:1 |
| 氢油比 | 800-900:1 | 100-200:1 |
产品指标对比 表7
Claims (2)
1.一种食品级正已烷低压加氢生产工艺，包括以下步骤：
(1)、来自罐区的混合己烷、戊烷、庚烷通过原料泵加压，与压缩装置送来的循环氢气混合后进入原料换热器壳程与来加氢反应器的汽相换热，再经汽汽换热器壳程与来氧化锌脱硫剂反应器的汽相再次换热，再经导热油加热器加热，达到反应温度的物料与氢混合物由上部进入加氢一级反应器进行钴钼加氢反应，此反应中反应温度为180℃-220℃、反应压力为0.6-0.8Mpa、氢油比(100-200):1(V/V)、空速为(0.8-1.2):1、钴钼催化剂加入量为加氢一级反应器体积的80％-90％，此反应将有机硫和有机氯转化为H2S和HCL，大部分烯烃加氢饱和为烷烃，加氢反应后的物料由加氢反应器底部流出，进入氧化锌脱硫剂反应器；
(2)、来自步骤(1)的物料在氧化锌脱硫剂反应器内通过氧化锌吸附加氢产生的H2S和HCL，此反应中反应温度为180℃-220℃、反应压力为0.6-0.8Mpa、氢油比(100-200):1(V/V)、空速为(0.8-1.2):1、氧化锌脱硫剂加入量为氧化锌脱硫剂反应器体积的80％-90％，脱除H2S和HCL的汽相油品进入汽汽换热器管程换热后进入加氢二级反应器；
(3)、来自步骤(2)的物料加氢二级反应器进行芳烃加氢反应，同时将剩余的烯烃彻底加氢饱和为烷烃，此反应中反应温度为100℃-130℃、反应压力为0.6-0.8Mpa、氢油比(100-200):1(V/V)、空速为(0.8-1.2):1、加氢催化剂的用量为加氢二级反应器体积的80％-90％，此时的汽相物料进入原料换热器管程再次换热，换热降温后的油品经循环水冷器冷却后进入分离器进行分离，分离出的氢气去循环气压缩机经加压后回系统循环，分离出的油品通过调节阀送至罐区。
2.根据权利要求1所述的食品级正已烷低压加氢生产工艺，其特征在于：在此工艺中有3个取样点，在中温氧化锌脱硫剂反应器底部设置取样点5#，此处取样点重点监测硫含量，当产品中硫含量小于1ppm以下，产品才可以进入到二级加氢反应器里进行脱芳烃，在二级加氢反应器R204里底部有一个取样点4#，此处主要测溴指数与进色谱测苯含量，当溴指数检测小于1mgBr/100g、苯含量小于1ppm时，此时加氢才算完全合格，不合格产品经过管道进入原料罐，在采出管线上有一个3#取样点，此处测硫、测溴、测苯，要求无硫无溴无苯，此3处取样点，当刚生产时要求一小时一测样，当系统出料合格后，要求每班最少检测4-8次样品，已到达实时跟踪，实时监测的要求。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN111057581A (zh) * | 2018-10-17 | 2020-04-24 | 内蒙古伊泰煤基新材料研究院有限公司 | 一种工业级轻烃的脱芳烃方法 |
| CN115536487A (zh) * | 2022-10-12 | 2022-12-30 | 宁波巨化化工科技有限公司 | 一种高纯低碳烷烃生产工艺及设备 |
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2017
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