CN116948676A - 液化石油气脱硫醇零排渣溶剂及其应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种液化石油气高效脱硫醇复合溶剂,包含下列组分:5‑20 wt%的无机强碱主剂、5‑35wt%的功能助剂和余量的水;所述的功能助剂包括无机盐、有机盐和有机溶剂;所述的无机盐选自碳酸盐和/或硫代硫酸盐;所述的有机盐选自丁酸盐、乙酸盐或甲酸盐中的任意一种或两种以上的组合物;所述的有机溶剂选自腈类、砜类或酮类有机溶剂;所述无机强碱选自碱金属氢氧化物;所述的无机盐和有机盐的阳离子与所述的无机强碱阳离子相同;所述的复合溶剂碱分值在40~85之间。本发明通过控制脱硫醇过程中碳酸盐、丁酸盐等的浓度,结合溶剂除盐净化方法,能够显著提高液化石油气脱硫醇效果,并实现碱渣的零排放。
Description
技术领域
本发明涉及产品精制工艺,具体涉及一种用于液化石油气脱硫醇的零排渣溶剂及其应用方法,属于石油加工技术领域。
背景技术
液化石油气(LPG)作为重要的石油化工产品,必须先进行深度脱硫。没有经过深度脱硫精制的LPG会因为携带一定量的小分子硫醇而具有恶臭、毒性和腐蚀性,不但会污染环境,还会对液化气深加工过程造成较大危害,诸如腐蚀设备、造成催化剂中毒等。目前,行业内普遍采用碱液对LPG进行硫化物的脱除,硫含量可降至10 ppm以下,满足了使用标准要求。但碱渣的排放却成为炼厂急需解决的问题。脱硫醇装置排放的碱渣是目前环保“三废”中公认最难处理的废液之一。碱渣不仅具有刺鼻恶臭气味,排入炼油污水池处理后仍无法完全消除,且极易影响水质。对于碱渣的无害化处理,目前常用的方法有深井注入、填埋、海洋排放和焚烧等方法。这类无害化处理普遍存在一定困难,处理费用相当高;碱渣处理后勉强可作为污水处理的进料,对污水回用影响很大,增加了环境保护的压力。
现有技术中对于提高脱硫醇效率和降低溶剂净化的碱渣排放提出了多种方案,包括通过提高催化剂在碱液中的溶解性以增强碱液的脱硫醇活性和使用效率目的、通过采用多级萃取传质技术来提升产品液化气硫醇脱除率、以及将高浓度的新鲜碱液用于串联的液化气脱硫醇和汽油脱硫醇过程以充分提高碱液的使用效率并减少废碱液的排放。此外,也有通过对Merox工艺流程及相应的装置进行改造的方案,例如,专利文献CN202446974U公开了一种液化气脱硫醇的组合系统,其主要是通过在氧化再生塔上加入气体分布器,以增加富硫醇碱液(待生抽提剂)与空气的接触面积,从而提高硫醇盐的再生速率,同时,生成的二硫化物在气浮作用下形成较大液滴,避免其在碱液中乳化,从而使得再生碱液(再生抽提剂)质量得以提高。还有,专利文献CN108704480A公开了一种液化气脱硫醇碱液的再生方法,其将硫醇盐氧化和二硫化物分离过程在同一超重力设备中进行,可以使得再生后碱液中硫醇盐的含量被降至500mg/kg以内。
以上这些技术要么对脱硫醇效率的提升作用有限,要么工艺流程复杂、设备庞大或需要对现有的应用装置进行全新的改造,需要投入较大的成本。而且这些技术都没能有效解决降低碱渣排放的问题。
专利文献CN 112760148 A中公开一种液化石油气脱硫醇方法及脱硫醇复合溶剂,希望通过降低碱液使用量的方式来减少碱渣/废碱液的排放。该方案中,通过将无机强碱与砜类、酮类和羧酸盐复配,融合了有机助溶剂对硫醇化合物溶解度高和化学溶剂分离硫醇效率高的优点,使得碱液的使用浓度降低,碱渣的排放量大大减少,通常可减少33~50%。但是该方案只是从硫醇的脱除方面进行思考,未考虑到脱硫醇装置运行过程中其它酸性物质对脱硫醇复合溶剂的影响。在长期运行中脱硫醇装置接触到的酸性物质的种类和浓度各不相同,长期运行后脱硫醇溶剂中的盐类的种类和含量也有很大的不同。这些盐类的形成必定大量消耗脱硫醇溶剂中无机强碱,以至于溶剂失去脱硫醇的能力,最终溶剂必须以碱渣的形式排放。因此,该方案碱渣排放仍然较高,不符合降低脱硫醇装置碱渣排放的要求。
因此,有必要开发出一种可同时实现高效脱硫醇和零排渣的溶剂,及其应用方法,以满足脱硫醇装置零排渣的目的。
发明内容
本发明目的在于提供一种用于液化石油气脱硫醇的复合溶剂,通过筛选合适的无机盐与碱液复配,不仅能够更显著提高脱硫醇硫的效果,而且可使碱渣排放趋近于零,尤其可用于超高硫醇含量的焦化液化气等原料的深度脱硫醇处理。
本发明还提供一种液化石油气的脱硫醇方法,利用上述高效脱硫醇复合溶剂,无需改进脱硫装置和系统,也无需额外的液态催化剂,即使是针对硫醇含量更高的焦化液化气(液态烃)等原料,也能够达到优异的脱硫醇效果,更利于产业化推广。
本发明的第一方面,提供一种液化石油气高效脱硫醇复合溶剂,包含下列组分:5-20 wt%的无机强碱主剂、5-35wt%的功能助剂和余量的水;所述的功能助剂包括无机盐、有机盐和有机溶剂;所述的无机盐选自碳酸盐和/或硫代硫酸盐;所述的有机盐选自丁酸盐、乙酸盐或甲酸盐中的任意一种或两种以上的组合物;所述的有机溶剂选自腈类、砜类或酮类有机溶剂;所述的复合溶剂碱分值在40~85之间。
本发明中,如无特别说明,“wt%”表示质量含量。
本领域中,液化石油气脱硫醇的实质是含有硫醇的轻烃介质和溶剂接触(抽提或吸收),生成的硫醇盐溶于溶剂中,从而实现轻烃介质中的硫醇被脱除。由于硫醇酸性较弱,溶剂需具有较强的碱性。目前液化石油气脱硫醇常用的碱液为NaOH和KOH,其中尤以KOH的碱性最强,可作为脱硫醇溶剂的优选主剂。同时,脱硫醇碱液应具有较低的有机物溶解性,以利于脱硫醇后溶剂与有机介质的分离;脱硫醇碱液还应具有较强的耐氧化性,因此并非所有碱液都适合作为脱硫醇碱液,例如季铵碱会因氧化降解而失去脱硫醇的能力,但KOH等无机强碱不存在季铵碱这样的问题,所以更适宜作为溶剂主剂。本发明人团队在上述脱硫醇的实质和脱硫醇主剂碱液选择的基础上,进一步对影响轻烃介质脱硫醇的其它因素进行了深入研究,发现脱硫醇装置长期运行中少量溶剂主剂通过以下机制转化为与其阳离子相同的各种盐类:(1)溶剂主剂会与接触的介质中的酸性物质反应形成如碳酸盐或氯化盐;(2)溶剂主剂会与接触的介质中的还原性物质在碱性条件下氧化形成乙酸盐、甲酸盐和/或硫酸盐;(3)溶剂主剂会与接触的介质中在氧化环境中形成的物质在碱性条件下反应形成丁酸盐和/或硫代硫酸盐。其中,少量丁酸盐的存在是有助于抽提脱硫醇过程中硫醇由轻烃介质向溶剂中的转移、提高硫醇脱除效果的。因此本发明复合溶剂在主剂基础上加入了包括丁酸盐在内的特定种类有机盐,以提高溶剂脱硫醇性能。同时,为了保证脱硫醇工艺稳定,产品合格,复合溶剂最低碱分值不应低于40,故丁酸盐等有机盐的加入量应控制在一定范围。此外,碳酸盐、丁酸盐还具有溶剂碱分值损失抑制效果,起到延长溶剂寿命的作用。因此,除控制丁酸盐加入量外,加入适量的碳酸盐亦可减少溶剂运行中的碱分值损失,延长溶剂使用时间,进而降低运行成本。综上所述,本发明脱硫醇复合溶剂在使用包含无机盐、有机盐和有机溶剂在内的功能助剂与无机强碱主剂复配的基础上,进一步通过控制有机盐(如丁酸盐)、无机盐(如碳酸盐)等功能助剂的加入量,可在有效提高脱硫醇效率的同时减少溶剂再生次数。同时,由于部分无机盐在脱硫醇单元循环使用,极大降低了溶剂再生压力,减少了碱渣的生成。
本发明优选的方案中,所述的复合溶剂中的碳酸盐含量可以为0.3-1.2mol/L,丁酸盐含量可以为1.2-3.2 mol/L,乙酸盐含量可以为0.3-0.8 mol/L,甲酸盐含量可以为0.1-0.3 mol/L,硫代硫酸盐含量可以为0.6-1.0 mol/L;腈类溶剂质量含量可以为2-12wt%,砜类溶剂质量含量可以为2.5-7.5 wt%,酮类溶剂质量含量可以为10-18 wt%,该条件更利于对液化石油气的高效脱硫醇和零排渣净化。
本发明的具体实施方案中,所述无机强碱具体可以选自碱金属氢氧化物,例如可以选自氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钾(KOH)或氢氧化锂(LiOH)中的任意一种或几种的混合物。所述的无机盐和有机盐的阳离子优选与所述的无机强碱阳离子相同。例如,所述的碳酸盐可以选自碳酸钠、碳酸钾或碳酸锂中的任意一种或几种的混合物,所述丁酸盐可以选自丁酸钠、丁酸钾或丁酸锂中的任意一种或几种的混合物,所述乙酸盐可以是乙酸钠或乙酸钾中的任意一种或二者的混合物,所述甲酸盐可以是甲酸钾或甲酸钠中的任意一种或它们的混合物,所述硫代硫酸盐可以是硫代硫酸钾或硫代硫酸钠中的任意一种或它们的混合物。
本发明优选的方案中,所述的腈类溶剂是1,3,6-己烷三腈、己二腈中的任意一种或二者的混合物,所述的砜类溶剂是环丁砜、二甲基亚砜、二甲基砜中的任意一种或几种的混合物,所述的酮类溶剂是丙酮。
尽管现有技术中的复合溶剂在不加入碳酸盐和丁酸盐时,也可以达到一定的深度脱硫效果;但本发明引入碳酸盐和丁酸盐后,其既可促进硫醇由轻烃介质向脱硫醇溶剂中的转移,又具有溶剂碱分值损失抑制效果,还可以和砜类等其他助剂有较强的相互作用,抑制砜类等其他助剂被夹带在液化石油气中而被带出,进一步保证整个复合溶剂的脱硫醇效果,同时可实现碱渣排量显著减少。
本发明的第二方面,提供一种制备所述复合溶剂的方法,包括:
1)按照上述复合溶剂的组成配方,可以先将所述的无机盐(例如碳酸盐)和所述的有机盐(例如丁酸盐)溶于一部分水中形成助剂水溶液,同时将所述的无机强碱溶于剩余部分水中形成无机强碱的水溶液;
2)向1)所得的所述助剂水溶液中依次加入所述的腈类溶剂、砜类溶剂和/或酮类溶剂,搅拌均匀,制得助剂混合溶液,将1)所得的无机强碱的水溶液加入至所述助剂混合溶液中,在N2等保护气氛下剧烈搅拌使其混合均匀,得到本发明所述的复合溶剂。
本发明的再一方面,还提供一种液化石油气高效脱除硫醇零排渣的方法,包括:使用本发明所述的复合溶剂与待处理液化石油气充分接触,控制所述复合溶剂与待处理液化石油气的体积比(即剂烃体积比,或称剂油比)为0.1-0.8:1,例如0.1-0.6:1或0.1-0.5:1或0.1-0.3:1;得到净化的液化石油气和富含硫醇硫的复合溶剂。
在本发明优选的液化石油气高效脱除硫醇零排渣的方法中,先将液化石油气经预碱洗后再与所述的复合溶剂充分接触脱硫醇,以除去来自上游的液化石油气中的硫化氢、胺液等杂质,所述预碱洗可以通过现有的多种方式完成,本发明中没有特别的限制。
本发明所述的液化石油气高效脱除硫醇零排渣的方法中,所述的液化石油气(或称液化气)可以是焦化液化气或催化裂化液化气中的任意一种。
本发明所述的液化石油气高效脱除硫醇零排渣方法,还可以包括:对所述的富含硫醇硫的复合溶剂进行再生处理,得到再生复合溶剂;将再生复合溶剂循环用于与待处理液化石油气充分接触,进行脱硫醇处理。优选的方案中,所述的再生处理包括:使所述的富含硫醇硫的复合溶剂与含氧气体接触反应再生,得到再生复合溶剂。本发明所述的方案中,由于精准控制盐类体系内循环,无排渣情况。
本发明的再一方面,还提供上述复合溶剂在天然气或轻汽油脱硫醇处理中的应用。
本领域中,脱硫醇溶剂的排渣量主要取决于其中无机碱的消耗速度。实际生产中每个脱硫醇装置接触到的酸性物质的种类和浓度各不相同,长期运行后脱硫醇溶剂中的盐类的种类和含量也有很大的不同。但不论生成的盐的种类和含量如何,这些盐类的形成必定大量消耗脱硫醇溶剂中无机强碱,最终形成大量无法回收利用且难以无害化处理的碱渣。根据发明人2019年至今对行业中实际应用的不同装置运行数据的跟踪可知:碳酸盐、硫代硫酸盐、丁酸盐、乙酸盐及甲酸盐是脱硫醇过程无机碱反应后的主要生成物(脱硫醇工艺长期运行的情况下,脱硫醇溶剂中碳酸盐的含量一般在3%~25%之间,硫代硫酸盐的含量1%~10%,丁酸盐含量3%~30%),这些生成物生成的过程会大量消耗传统脱硫醇复合溶剂中的强碱,而且耗碱最多的是碳酸盐和正丁酸盐的生成,导致溶剂失去脱硫醇的能力后必须以碱渣的形式被排放。但发明人发现,经过长时间的运行,这些生成物在溶剂中的含量可以平衡在某一特定浓度,因此这些物质的存在又可以减缓无机碱的消耗速度。而且最终的生成物含量与装置运行的工艺条件和原料的性质相关。基于上述发现,发明人根据各个装置运行的工艺条件和原料性质,在溶剂中提前加入生成物,复配得到本发明所述的脱硫醇复合溶剂,并在实际应用中验证了该生成物的提前加入确实可以大幅度降低无机碱的消耗速度,延长溶剂的使用寿命。同时,除了有机物,有机盐对硫醇的抽提能力也很高,尤其是浓度更高的有机盐。
与现有技术相比,本发明的复合溶剂中,无机强碱作为主剂,复配碳酸盐、丁酸盐、乙酸盐、甲酸盐、硫代硫酸盐、腈类、砜类和酮类溶剂等功能助剂,可形成无机碱与无机盐、有机盐、有机溶剂的协同。具体讲,无机强碱作为主剂,其作用是将液化气中难溶于水的硫醇转化为易溶于水的硫醇盐,从而脱除液化气中的硫醇;碳酸盐、丁酸盐等无机或有机盐类物质可以抑制脱硫醇过程中酸性物质由轻烃向复合溶剂中转移,进而抑制生成不可再生盐的反应,保证了复合溶剂碱分值的稳定和脱硫醇效果的稳定,由此使脱硫醇过程几乎不排渣。腈类、砜类或酮类这些有机溶剂有利于脱硫醇过程中硫醇由轻烃向复合溶剂的转移,进而推动硫醇生成硫醇盐的脱除反应的进行,但是这些有机溶剂对于其它酸性物质由轻烃向复合溶剂的转移并没有发现任何的促进作用。
经实验验证,本发明所述的液化石油气高效脱除硫醇零排渣方法可针对硫醇含量高达4600 mgS/m3、甚至5000S/m3以上的焦化液化气等超高硫醇含量的原料进行脱硫醇处理,一般可将其中的硫醇含量降低至20mgS/m3以下,甚至10mgS/m3或5mgS/m3以下,脱除效果显著。与此同时,本发明所述的液化石油气高效脱除硫醇零排渣方法实现了盐类体系内循环,避免了碱用量过大以及盐类结晶导致的废碱渣排放量大问题,排渣低于0.07(100 g/100 g LPG),大大降低了碱渣处理成本,也使得整个处理过程更加环保,在产业上具有很大的实用意义。
因此,本发明所述的复合溶剂对液化石油气进行脱硫醇处理时,可对硫醇含量更高的原料脱硫醇处理得到更深的净化效果,同时可实现几乎零排渣,产业应用价值更高。
附图说明
图1为本发明各实施例的液化石油气脱除硫醇的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明的实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种液化石油气高效脱硫醇复合溶剂,包含无机强碱主剂、功能助剂和水;所述的功能助剂包括无机盐、有机盐和有机溶剂。所述复合溶剂中的无机强碱主剂的含量可以是5-25wt%,优选5-20wt%;更优选10-15wt%,例如可以是10wt%、11wt%、12wt%、13wt%、14wt%或15wt%;所述复合溶剂中的功能助剂含量可以是5-20wt%,优选5-15wt%。
所述无机强碱主剂具体选自碱金属氢氧化物,例如选自氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钾(KOH)或氢氧化锂(LiOH)中的任意一种或几种的混合物。所述的无机盐和有机盐的阳离子优选与所述的无机强碱阳离子相同。所述的无机盐选自碳酸盐和/或硫代硫酸盐;所述的有机盐选自丁酸盐、乙酸盐或甲酸盐中的任意一种或两种以上的组合物;所述的有机溶剂选自腈类溶剂、砜类溶剂或酮类溶剂;所述的复合溶剂碱分值在40~85之间。
更具体地,所述的碳酸盐选自碳酸钠、碳酸钾或碳酸锂中的任意一种或几种的混合物,所述丁酸盐选自丁酸钠、丁酸钾或丁酸锂中的任意一种或几种的混合物,所述乙酸盐是乙酸钠或乙酸钾中的任意一种或二者的混合物,所述甲酸盐是甲酸钾或甲酸钠中的任意一种或它们的混合物,所述硫代硫酸盐是硫代硫酸钾或硫代硫酸钠中的任意一种或它们的混合物。所述的腈类溶剂是1,3,6-己烷三腈、己二腈中的任意一种或二者的混合物,所述的砜类溶剂是环丁砜、二甲基亚砜、二甲基砜中的任意一种或几种的混合物,所述的酮类溶剂是丙酮。
一般情况下,上述复合溶剂中,无机盐和/或有机盐的碱金属浓度可以为5-18wt%,进一步可以为10-20 wt%,例如10 wt%、15 wt%、20 wt%或其中的任意两个数值组成的范围。
所述复合溶剂中的碳酸盐含量可以为0.3-1.2mol/L,优选为0.3-1.0mol/L,进一步优选为0.3-0.7mol/L,例如0.3mol/L、0.4mol/L、0.5mol/L、0.6mol/L、0.7mol/L或其中的任意两个数值组成的范围。
所述复合溶剂中的丁酸盐含量可以为1.2-3.2 mol/L,优选为1.2-3.0 mol/L,更优选为1.2-2.8 mol/L,进一步优选为2.1-2.8 mol/L,例如2.1 mol/L、2.2 mol/L、2.3mol/L、2.4 mol/L、2.5 mol/L或其中的任意两个数值组成的范围。
所述复合溶剂中的乙酸盐含量可以为0.3-0.8 mol/L,优选为0.4-0.6mol/L,进一步优选为0.5-0.6mol/L。
所述复合溶剂中的甲酸盐含量可以为0.1-0.3 mol/L,优选为0.2-0.3mol/L。
所述复合溶剂中的硫代硫酸盐含量可以为0.6-1.0 mol/L;优选为0.6-0.8mol/L,进一步优选为0.7mol/L。
所述复合溶剂中的腈类溶剂质量含量可以为2-12wt%,例如可以是2wt%、4 wt%、6wt%、8 wt%、10 wt%或12 wt%。
所述复合溶剂中的砜类溶剂质量含量可以为2.5-7.5wt%,例如可以是2.5 wt%、3.5 wt%、4.5 wt%、5.5 wt%、6.5 wt%或7.5 wt%。
所述复合溶剂中的酮类溶剂质量含量可以为10-18wt%,例如可以是10wt%、11wt%、12wt%、13wt%、14wt%、15wt%、16wt%、17wt%或18 wt%。
本发明还提供一种液化石油气高效脱除硫醇零排渣的方法,包括:
先将待处理的焦化液化气或催化裂化液化气经预碱洗除去来自上游的硫化氢、胺液等杂质,然后使用本发明所述的复合溶剂与预碱洗后的液化石油气充分接触,控制所述复合溶剂与待处理液化石油气的体积比(即剂烃体积比,或称剂油比)为0.1-0.8:1,例如0.1-0.6:1或0.1-0.5:1或0.1-0.3:1;得到净化的液化石油气和富含硫醇硫的复合溶剂;将所述的富含硫醇硫的复合溶剂与含氧气体接触反应再生,得到再生复合溶剂;将再生复合溶剂循环用于与预碱洗后的液化石油气充分接触,持续进行脱硫醇处理。该方案中,由于使用了本发明所述的复合溶剂,精准控制了盐类体系内循环,因此无排渣情况。
实施例1-4及对比例1-4
本发明实施例1-4及对比例1-4的液化石油气脱硫醇复合溶剂配方如下表1所示。实施例1-4及对比例1的液化石油气脱硫醇复合溶剂参照如下制备过程制得:
按照下表1所示的复合溶剂配方,在反应釜中,将碳酸盐、丁酸盐等溶于一部分工业软水中形成盐水溶液,然后向其中依次加入腈类溶剂、砜类溶剂和酮类溶剂,搅拌均匀制得混合溶液;将无机强碱溶于剩余部分工业软水中形成无机强碱的水溶液,将无机强碱的水溶液加入至上述混合溶液中,在N2保护气氛下剧烈搅拌使其混合均匀,得到复合溶剂;该过程在常温(室温)条件进行。
对比例2-4的复合溶剂由下表1所示的各自的组分直接混合均匀得到。
表1.实施例1-4及对比例1-4的复合溶剂配方
。
实施例1-4及对比例1-4的复合溶剂的应用方法(即液化石油气脱除硫醇的方法)均按照如下过程进行:
如图1所示,将含有一定量乙硫醇的液化气模拟油(即液化气原料)经预碱洗装置预碱洗后引入抽提塔下部,并按照一定剂油比(各实施例及对比例的剂油比如表1所示)从抽提塔上部加入配制好的复合溶剂;复合溶剂与液化气模拟油在抽提塔中逆流接触,实现硫醇的深度脱除,分别得到脱硫后液化气和待生复合溶剂;脱硫后液化气从脱硫塔的顶部引出后进入水洗罐进行水洗,洗去其中带入/夹带的有机助溶剂,得到脱硫醇后的精制液化气;待生复合溶剂(富碱液)从抽提塔的底部流出后进入再生塔,与进入再生塔的氧化风接触反应进行氧化再生,得到再生复合溶剂;再生复合溶剂从氧化塔底引出并从抽提塔的上部返回抽提塔中,形成循环。
本发明实施例1-4及对比例1-4的复合溶剂脱硫醇效果及碱渣排渣量如表2所示。
表2.复合溶剂脱硫醇效果
。
从表2可以看到,对比例1-4的复合溶剂的功能助剂中含有与其无机强碱碱金属元素相同的有机盐(丁酸盐)或无机盐(碳酸盐)的任意一种,或不含有与其无机强碱碱金属元素相同的盐类时,脱硫醇效果欠佳且碱渣排量较高。而本发明实施例1-4的复合溶剂,由于在功能助剂中复配了与其无机强碱碱金属元素相同的有机盐(丁酸盐)和无机盐(碳酸盐),均可以实现液化石油气的深度脱硫醇,具体来看,可以将液化石油气中的硫醇硫由4400mgS/m3以上降低至10mgS/m3以下、大部分在5mgS/m3以下;并且,排渣均低于0.07(100g/100 g LPG),大大降低了碱渣处理成本,也使得整个处理过程更加环保,在工业上具有非常重要的实用意义。
实施例5及对比例5
实施例5和对比例5的复合溶剂配方如下表3所示,其中对比例5参考CN112760148A中实施例1的复合溶剂制备。
表3.实施例5及对比例5的复合溶剂配方
。
将实施例5的复合溶剂在某炼厂用于脱硫醇装置持续运行一年,氢氧化钾浓度依然在5%左右。炼厂加工规模为 70万吨/年,加工原料为催化裂化装置和延迟焦化装置生产的液化气,脱硫醇溶剂的系统藏量为240吨。通过对脱硫醇溶剂的净化,碱浓度得以恢复,进而脱硫醇溶剂又可以循环使用,净化过程中产生的固废仅为系统藏量的10%。因此,使用本发明实施例5复合溶剂的脱硫醇装置每年的排渣量仅为24吨,每100吨液化气产生的碱渣仅为3.43 kg。
而如果换用对比例5的配方,由于其中加入的盐含量较低,且耗碱量大的盐类加入量均为零,因此溶剂中盐的生成速度较快,进而无机碱的消耗速度也会较快、溶剂失效速率也较快,最终导致装置排渣较多。如像实施例5那样在相同的炼厂脱硫醇装置运行一年,溶剂中生成的各种盐将消耗无机碱的碱浓度为17%,再加上液化气携带造成的消耗以及每次排废碱时带走的碱,则脱硫醇装置每年的排渣量为720吨,每100吨液化气产生的碱渣为102.86 kg。
而对于其它生成盐量更高的脱硫醇溶剂,尤其是无机盐含量高的溶剂,本发明的复合溶剂的排渣优势更为明显。
由此可见,本发明所述的复合溶剂的排渣量远远低于现有技术中的复合溶剂的排渣量。
Claims (10)
1.一种液化石油气高效脱硫醇复合溶剂,其特征在于,包含下列组分:5-20 wt%的无机强碱主剂、5-35wt%的功能助剂和余量的水;所述的功能助剂包括无机盐、有机盐和有机溶剂;所述的无机盐选自碳酸盐和/或硫代硫酸盐;所述的有机盐选自丁酸盐、乙酸盐或甲酸盐中的任意一种或两种以上的组合物;所述的有机溶剂选自腈类、砜类或酮类有机溶剂;所述无机强碱选自碱金属氢氧化物;所述的无机盐和有机盐的阳离子与所述的无机强碱阳离子相同;所述的复合溶剂碱分值在40~85之间。
2.如权利要求1所述的复合溶剂,其特征在于:所述的复合溶剂中,碳酸盐含量为0.3-1.2mol/L,丁酸盐含量为1.2-3.2 mol/L,乙酸盐含量为0.3-0.8 mol/L,甲酸盐含量为0.1-0.3 mol/L,硫代硫酸盐含量为0.6-1.0 mol/L;腈类溶剂质量含量为2-12wt%,砜类溶剂质量含量为2.5-7.5 wt%,酮类溶剂质量含量为10-18 wt%。
3.如权利要求1所述的复合溶剂,其特征在于:所述的无机强碱选自氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钾(KOH)或氢氧化锂(LiOH)中的任意一种或几种的混合物;所述的碳酸盐选自碳酸钠、碳酸钾或碳酸锂中的任意一种或几种的混合物,所述丁酸盐选自丁酸钠、丁酸钾或丁酸锂中的任意一种或几种的混合物,所述乙酸盐选自乙酸钠或乙酸钾中的任意一种或二者的混合物,所述甲酸盐选自甲酸钾或甲酸钠中的任意一种或它们的混合物,所述硫代硫酸盐选自硫代硫酸钾或硫代硫酸钠中的任意一种或它们的混合物。
4.如权利要求1-3任意一项所述的复合溶剂,其特征在于:所述的腈类溶剂是1,3,6-己烷三腈、己二腈中的任意一种或二者的混合物,所述的砜类溶剂是环丁砜、二甲基亚砜、二甲基砜中的任意一种或几种的混合物,所述的酮类溶剂是丙酮。
5.一种制备权利要求1所述的复合溶剂的方法,包括:
1)按照权利要求1所述复合溶剂的组分,先将所述的无机盐和所述的有机盐溶于一部分水中形成助剂水溶液,同时将所述的无机强碱溶于剩余部分水中形成无机强碱的水溶液;
2)向1)所得的所述助剂水溶液中依次加入所述的腈类溶剂、砜类溶剂和/或酮类溶剂,搅拌均匀,制得助剂混合溶液,将1)所得的无机强碱的水溶液加入至所述助剂混合溶液中,在N2等保护气氛下剧烈搅拌使其混合均匀,得到所述的复合溶剂。
6.一种液化石油气高效脱除硫醇零排渣的方法,包括:使用权利要求1-4任意一项所述的复合溶剂与待处理液化石油气充分接触,控制所述复合溶剂与待处理液化石油气的体积比为0.1-0.8:1;得到净化的液化石油气和富含硫醇硫的复合溶剂。
7.如权利要求6所述的方法,其特征在于:先将液化石油气经预碱洗后再与所述的复合溶剂充分接触脱硫醇,以除去来自上游的液化石油气中的硫化氢、胺液。
8.如权利要求6所述的方法,其特征在于:所述的液化石油气是焦化液化气或催化裂化液化气中的任意一种。
9.如权利要求6所述的方法,其特征在于:还包括对所述的富含硫醇硫的复合溶剂进行再生处理,得到再生复合溶剂;将再生复合溶剂循环用于与待处理液化石油气充分接触,进行脱硫醇处理;所述的再生处理包括:使所述的富含硫醇硫的复合溶剂与含氧气体接触反应再生,得到再生复合溶剂。
10.权利要求1-4任意一项所述的复合溶剂在天然气或轻汽油脱硫醇处理中的应用。
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