CN1740123A

CN1740123A - 烷烃脱硫工艺

Info

Publication number: CN1740123A
Application number: CN 200410040536
Authority: CN
Inventors: 黄超明; 姚雄生
Original assignee: Southwest Research and Desigin Institute of Chemical Industry
Current assignee: Southwest Research and Desigin Institute of Chemical Industry
Priority date: 2004-08-26
Filing date: 2004-08-26
Publication date: 2006-03-01

Abstract

本发明公开了一种烷烃脱硫工艺，采用抽提脱硫法脱除烷烃中硫化物，其抽提剂主要含有至少一种以下物质：N－甲酰吗啉、N－乙酰吗啉。在塔式抽提器中，抽提剂与烷烃逆流抽提，在塔顶得到萃余相脱硫烷烃。本发明具有脱硫能力强、适应性宽、脱硫效率高、对烃类溶解度小等优点，并且投资省、操作简单、溶剂消耗少、无毒性、无腐蚀、无公害等，极其适宜烷烃脱硫。

Description

烷烃脱硫工艺

本发明属于烷烃脱硫，尤其是从天然气中凝析出来的凝析油中脱除硫制取C_3-8烷烃技术领域。

[发明的背景情况]

从天然气中凝析出来的凝析油(又称天然汽油或轻质烃)和拔头油主要成份是烃类的混合物，此外还含有硫化氢、硫醇、硫醚、噻吩和多硫化物等。具有恶臭、对铜金属有严重的腐蚀作用、降低汽油的安定性、促使汽油产生胶质、而且燃烧后产生的硫化物会污染大气，另外，丁烷、戊烷、环戊烷等，作为发泡剂和制冷剂时对总硫含量要求在2mg/kg以下。所以在使用之前必须经过脱硫处理。

目前，工业上采用的脱硫方法主要有：加氢脱硫、抽提脱硫、氧化脱硫、抽提-氧化脱硫和固体吸附法脱硫等。加氢脱硫要求在较高的温度、压力和催化剂存在下进行，把硫化物转化为硫化氢，然后再把硫化氢洗掉。该法技术成熟，处理量大、操作费用低，但设备投资大，仅适合大规模生产采用；吸附法由于固体吸附剂的吸收容量有限，仅适用于精脱硫；氧化法是把难溶的硫化物氧化为易溶的硫化物，然后再设法把易溶的硫化物除去，通常都与抽提法结合，这就构成了氧化抽提法。Merox法是此类方法的代表工艺，国内普遍使用，该法是在室温下，用强碱作介质，以硫化酞菁钴或聚酞菁钴作催化剂，用空气中的氧使硫醇氧化为二硫化物，由于只是硫形态的变化，总硫是不会降低，为此在氧化前仍需用碱液抽提。该法的脱硫效果低，产生的大量废碱液，难以全部再生，而且催化剂价格较贵，投资又较大，产品质量不稳定等问题；抽提脱硫法是目前较好的方法之一，其关键是选择优良的抽提剂，目前较常用的抽提剂有二大类，一类是浓硫酸(96％)，另一类是浓碱液(15～20％的NaOH溶液)，这二类抽提剂对硫化物的溶解度不高，脱硫效果不好，为此，通常加增效剂，提高硫醇的溶解性，此二类抽提剂，对设备都有腐蚀性严重，而且抽提剂的回收困难。

鉴于现有技术的以上缺点，本发明的首要目的是选择一种优良的抽提剂，使之能克服现有技术的以上缺点，在特殊的抽提塔中把烷烃的硫化物溶解到抽提剂中，使烷烃中总硫含量降低到2mg/kg或更低。

本发明的第二个任务是使抽提剂再生，回收循环利用。因N-甲酰吗啉的价格相对比饱和烷烃高，所以溶剂能否循环利用是该法有无实用价值的关键。

本发明的目的是通过如下的手段实现的。

[本发明内容]

烷烃脱硫工艺，采用抽提脱硫法脱除烷烃中硫化物的新，其特征在于，其抽提剂主要含有至少一种以下物质：N-甲酰吗啉、N-乙酰吗啉。

本发明法脱硫能力强、适应性宽、脱硫效率高、对烃类溶解度小等优点，并且投资省、操作简单、溶剂消耗少、无毒性、无腐蚀、无公害等，是目前烷烃脱硫的好方法。饱和烷烃中总硫含量可降低到2mg/kg或更低，铜片腐蚀达到一级，符合汽油的使用标准，发泡剂和制冷剂国家标准。

采用的抽提剂可以是N-甲酰吗啉(I)、N-乙酰吗啉(II)、各自的含水混合物、I与II的混合物、I与II的混合物与水的混合物，特别是I与II的混合物更合适。N-甲酰吗啉与N-乙酰吗啉的比例(体积比)，可以是1∶0.4～1∶2，最好是1∶1。以含水物为溶剂时，水含量(重量比)可以是3～10％，最好是5％。

因N-甲酰吗啉的价格相对比饱和烷烃高，所以溶剂能否循环利用是该法有无实用价值的关键。本发明采用汽提法可使溶剂中的硫化物汽提出来，溶剂循环使用。富硫溶剂先在预热器中加热到80～120℃或更高，送入汽提塔中部，该塔的塔底通入汽提气，富硫溶剂在汽提气的汽提下，离开溶剂，使溶剂的总硫量降低至1～2mg/kg，符合使用要求，冷却后循环利用。

抽提塔可以是填料塔、板式塔、脉冲塔或转盘塔。最好是转盘塔。抽提塔的有效高度依赖烷烃进口总硫浓度有关，也与烷烃出口要求的总硫浓度有关，而且溶剂比(溶剂：烷烃，体积比)大小有关。当有效高度为600mm时，烷烃进口硫浓度为30mg/kg，出口凝析油硫含量要求2mg/kg以下时，则含硫烷烃比溶剂可以为1∶2.0～3.0，增加塔的有效高度可以大大降低溶液剂比。如果塔有效高度为1200mm，烷烃的进、出口含硫量不变时，则含硫烷烃比溶剂可以是1∶1.2～1.7。

[附图说明]

图1为本发明方法的工艺流程图。

[具体实施方式]

下面结合附图和实施例对本发明方法作进一步的详述。

如图1所示，溶剂于抽提塔的塔底通入，含硫烷烃由塔顶通入，二者于室温下，逆向流动，最好采用强制搅拌，以增加其传质效果。抽提后的烷烃从塔顶引出，其质量可达到上述质量要求。溶解有硫化物的富硫溶液从抽提塔塔底流出，送到预热器中加热到80～120℃，最好是90-95℃，然后进入汽提塔，在塔底通入汽提气，例如氮气、经脱硫后的干天然气或者是纯溶剂的蒸汽。溶剂中的硫化物在加热和汽提情况下从溶剂中被驱出，其总硫含量降至1～2mg/kg以下，冷却后送回抽提塔循环使用。

汽抽塔的汽提气，可以是氮气、空气或经脱硫的干天然气，或者是纯溶剂的蒸汽，最好是干天然气，这样，可以由气矿的脱硫车间供气，汽提后的含硫天然气又送回天然气脱硫车间处理，这样可省去硫化物的处理和回收设备。

汽提塔也可以在加热的情况下采用真空操作或闪蒸操作。抽提塔和汽提塔的压力可以是常压～5kg/cm²。

实例1：流程如图1所示，用转盘塔作抽提塔，塔有效高度为1200mm，环戊烷加入量10升/时，N-甲酰吗啉加入量15升/时。在转速为400转/分情况下，强制搅拌。二相介质沿着径向被急速甩开，达到充分接触的目的，与此同时二相介质又依密度的大小不同，分别向上或向下移动，达到分层的目的。在此种情况下，入口处环戊烷的含硫量为30mg/kg时，则出口处的含硫量可降到1mg/kg以下。

从抽提塔下部出来的富硫溶剂，经预热器预热，升到90℃，进入汽提塔，于塔底通入氮气，氮气流量为300～400升/时，经此处理后，溶剂中的总含硫量可降至为0.5～2mg/kg，溶剂经降温后，送抽提塔循环使用。

实例2：流程如图1所示，用转盘塔作抽提塔，塔有效高度为600mm，凝析油加入量10升/时，N-甲酰吗啉加入量30升/时。其它抽提和汽提条件与例1相同时，抽提塔出口处凝析油的含硫量可降至2mg/kg以下。汽提塔出口的溶剂总含硫量可降至为0.5～2mg/kg。溶剂经降温后，送抽提塔循环使用。

实例3：流程如图1所示，用转盘塔作抽提塔，塔有效高度为600mm，环戊烷加入量10升/小时，用N-甲酰吗啉和N-乙酰吗啉的混合物(1∶1体积比)作溶剂，加入量30升/小时，当入口处环戊烷的含硫量为30mg/kg，则出口处的含硫量可降到1mg/kg以下。溶剂可采用与实例1相同的方法来再生。

实例4：流程如图1所示，用转盘塔作抽提塔，塔有效高度为600mm，环戊烷加入量10升/小时，用含水5％(重量比)的N-甲酰吗啉作溶剂，且溶剂加入量30升/小时，当入口处环戊烷的含硫量为30mg/kg，则出口处的含硫量可降到1mg/kg以下，溶剂中环戊烷的含量降到2％以下。

Claims

1、烷烃脱硫工艺，采用抽提脱硫法脱除烷烃中硫化物，其特征在于，其抽提剂主要含有至少一种以下物质：

(I)N-甲酰吗啉、(II)N-乙酰吗啉。

2、根据权利要求1所述之烷烃脱硫工艺，其特征在于，所述抽提剂可为所述物质的含水混合物。

3、根据权利要求2所述之烷烃脱硫工艺，其特征在于，所述抽提剂可为所述物质的含水混合物的水含量重量比可以是3～10％，最好是5％。

4、根据权利要求1或2所述之烷烃脱硫工艺，其特征在于，所述抽提剂可为N-甲酰吗啉和N-乙酰吗啉的混合物，N-甲酰吗啉与N-乙酰吗啉的体积比为1∶0.4～1∶2；最好为1∶1。

5、根据权利要求1或2所述之烷烃脱硫工艺，其特征在于，在塔式抽提器中，抽提剂与烷烃逆流抽提，在塔顶得到萃余相脱硫烷烃。

6、根据权利要求1或2所述之烷烃脱硫工艺，其特征在于，塔底富硫溶剂先在预热器中加热到，送入汽提塔中部，汽提塔的塔底通入汽提气，富硫溶剂在汽提气的汽提下离开溶剂，经冷却后输入塔式抽提器中循环利用。

7、根据权利要求1或2所述之烷烃脱硫工艺，其特征在于，萃余相脱硫烷烃种硫含量低于2毫克/千克。

8、根据权利要求5所述之烷烃脱硫工艺，其特征在于，富硫溶剂先在预热器中加热到80℃以上，以90～95℃为好。

9、根据权利要求6所述之烷烃脱硫工艺，其特征在于，塔底通汽提气可为氮气、经脱硫后的干天然气或者是纯溶剂的蒸汽。

10、根据权利要求9所述之烷烃脱硫工艺，其特征在于，抽提塔和汽提塔的压力可以是常压至5千克/厘米²。