CN209271178U - 一种用于高纯异丁烷生产的无机硫脱除装置 - Google Patents

Abstract

一种用于高纯异丁烷生产的无机硫脱除装置，包括脱硫罐体，在脱硫罐的内部，设有一个填料筒，填料筒上上下均匀间隔设置有多组吸附组件，每组吸附组件包括两根呈X形交叉，并均与填料筒相互垂直设置的吸附杆，吸附杆和填料筒均呈内部具有容置腔的中空状结构，每根吸附杆与填料筒的垂直相交处均相互贯通，使填料筒容置腔内的圆球形固体脱硫剂能够在填料筒转动的离心力作用下，向吸附杆的容置腔内进行补给式转移。本实用新型结构合理，可实现脱硫剂的深度有效使用，并能够实现装置内脱硫剂自动更换的一种无机硫脱除装置，来节约脱硫耗材的使用，降低生产成本，提高原料气体的脱硫效率。

Description

一种用于高纯异丁烷生产的无机硫脱除装置

技术领域

本实用新型涉及异丁烷的生产设备技术领域，具体的说是一种用于高纯异丁烷生产的无机硫脱除装置。

背景技术

在石化行业，高纯异丁烷是其重要的化工产品。其由液化石油气裂解产生，再通过多步骤的物理分离得到纯化。主要用于与异丁烯经烃化制异辛烷，作为汽油辛烷值的改进剂，也可用作冷冻剂。

目前，现有技术在进行高纯异丁烷的生产过程中，通常第一步操作即为对原料液化石油气进行脱除无机硫处理，以除去原料气体中的硫化氢，之后再进行后续的脱除轻组分、冷凝分离等步骤。在脱除无机硫的处理过程中，通常是采用在脱硫罐中添加氧化锌脱硫剂，通过反应式为ZnO+H₂S→ZnS+H₂O的反应，来除去原料液化石油气中含有的硫化氢。

现有技术中为了保证硫化氢的脱除效果，通常需要串联设置多个大体积脱硫罐，然后将原料液化石油气依次引入各个脱硫罐中进行相应的多步骤脱无机硫操作。这种脱硫处理方式不仅由于多个脱硫罐的设置而存在设备占地面积大，操作流程复杂，后期检修、维护成本高等技术缺陷。而且，由于每个脱硫罐中脱硫剂的摊铺设置均为面状（即气体流经时，仅与脱硫剂实现一次过滤式接触），造成每个脱硫罐的脱硫能力非常有限，需要同时串联多个脱硫罐才能达到较满意的硫化氢脱除效果。

同时，这种脱硫操作所使用的氧化锌脱硫剂是有其一定的服役寿命的，脱硫罐内的脱硫剂在使用一段时间之后，就要进行相应的更换。而现有的脱硫罐在进行氧化锌脱硫剂的更换时，过程繁琐，需要停机检修，费时费力不说，还严重影响着生产效率。

实用新型内容

本实用新型的技术目的为：提供一种结构合理，可实现脱硫剂的深度有效使用，并能够实现装置内脱硫剂自动更换的一种无机硫脱除装置，来节约脱硫耗材的使用，降低生产成本，提高原料气体的脱硫效率。

本实用新型为解决上述技术问题，所提供的技术方案是：一种用于高纯异丁烷生产的无机硫脱除装置，包括用于输送原料液化石油气的输送管路，设置在输送管路中段的原料泵，以及安装在输送管路行程末端的脱硫罐体，所述的脱硫罐体安装在一个固定支座上，脱硫罐体由顶板、底板和侧板围成，在脱硫罐的内部，对应于顶板的中心位置竖直设置有一个填料筒，该填料筒的上部穿过顶板，并在其顶端安装有可拆卸连接的端盖法兰，在脱硫罐体的顶板上还设置有出气口，所述的底板呈向下凸的圆弧形，且在圆弧形底板的最低点处开设有一个泄渣口，该泄渣口处设置有可拆卸连接的封堵法兰，所述侧板的下部设置有与输送管路对接的进气口，侧板的上部固定设置有一个安装架，该安装架上设置有动力电机，所述的动力电机通过一个传送带与填料筒的上部伸出端连接，用于带动填料筒绕其中轴线进行旋转；

所述填料筒的底端与进气口之间预留有一定的高度间隙，脱硫罐体的内部在该高度间隙内水平设置有一个滤板，该滤板上均匀开设有多个透气孔，且滤板上还设置有一个卸落口，在所述填料筒上，上下均匀间隔设置有多组吸附组件，每组吸附组件包括两根呈X形交叉，并均与填料筒相互垂直设置的吸附杆，所述的吸附杆和填料筒均呈内部具有容置腔的中空状结构，容置腔内用于填充圆球形固体脱硫剂，所述每根吸附杆与填料筒的垂直相交处均相互贯通，使填料筒容置腔内的圆球形固体脱硫剂能够在填料筒转动的离心力作用下，向吸附杆的容置腔内进行补给式转移，所述吸附杆的外表面呈具有多个透气通孔的滤网状，吸附杆的横截面内径为圆球形固体脱硫剂直径的1.05-1.2倍，且每根吸附杆的两个末端均设置有一个弹性锁紧环，该弹性锁紧环的内径为圆球形固体脱硫剂直径的0.8-0.9倍，在位于填料筒最下方的其中一个吸附杆上还设置有用于将滤板上收集到的圆球形固体脱硫剂刮落至卸落口内的刮板。

优选的，所述的固定支座由一个矩形支撑框和安装在矩形支撑框下部的多个支撑腿构成。

优选的，所述的矩形支撑框焊接固定在脱硫罐体的底板上。

优选的，所述泄渣口的下方还设置有收集容器。

优选的，所述的多组吸附组件在填料筒上呈螺旋状分布。

优选的，所述每根吸附杆两端的弹性锁紧环为橡胶材质，且弹性锁紧环与脱硫罐体的内壁面摩擦接触。

优选的，所述吸附杆端部设置的每个弹性锁紧环的长度为圆球形固体脱硫剂直径的1.8-2.5倍。

优选的，所述填料筒的内径为圆球形固体脱硫剂直径的3-5倍。

优选的，所述的刮板倾斜设置在吸附杆的下方，且该刮板与水平面之间的夹角为45-60°。

有益效果：

1、本实用新型的一种用于高纯异丁烷生产的无机硫脱除装置，能够对氧化锌脱硫剂实现多步骤、有次序的多级化有效利用，使每一粒圆球形固体脱硫剂均能够实现其最大的脱硫功用。装置投入使用后，高纯异丁烷的生产将无需串联多个脱硫罐进行无机硫的脱除，仅需本实用新型的一个脱除装置，即可完成原料气体中硫化氢的彻底有效脱除。装置整体结构简单，设计巧妙，自动化程度高，无需频繁进行脱硫剂的更换和补充，操作方便，设备自身占地面积小，检修维护方便，脱无机硫效果好。

2、本实用新型的一种用于高纯异丁烷生产的无机硫脱除装置，将填料筒的内部设置成了用于容置圆球形脱硫剂的中空状，通过填料筒顶部的进料，可实现圆球形脱硫剂的定时可靠供应补给。与填料筒相互贯通的多组吸附组件的设置，可在离心力作用下经由填料筒向吸附杆内供给圆球形固体脱硫剂。吸附杆呈滤网状，增大了与待脱硫原料气体的接触面积。吸附杆的两个末端设置有弹性锁紧环，柔性橡胶材质的弹性锁紧环对圆球形固体脱硫剂具有一定的阻碍作用，既可防止圆球形固体脱硫剂从端部脱出，又能在离心力的不断叠加作用下，使其内部卡箍的圆球形固体脱硫剂不断向端部靠近，最终将最端部使用时间最长，且已经到达或将要到达服役寿命的圆球形固体脱硫剂甩出，并掉落至滤板上进行下级的再次脱硫使用。滤板上收集到的圆球形固体脱硫剂是与下部进气口进入的无机硫比例含量较高的原料气体进行第一波直接接触的脱硫剂，其将再次吸附硫化氢直至完全不具吸附脱除能力。完全失效的圆球形固体脱硫剂将被刮板从滤板的卸落口处刮落，并经由泄渣口排出去，从而完成脱硫剂的自动更新。

3、本实用新型的一种用于高纯异丁烷生产的无机硫脱除装置，结构简单、构思巧妙，多组吸附组件的上下螺旋状设置方式，能够在其随填料筒转动的过程中，对整个脱硫罐体的内部空间进行上下多层覆盖式作用，在保证原料液化石油气上升的过程中与每个吸附杆内的圆球形固体脱硫剂相互作用吸附脱无机硫的同时，还能够因为吸附杆的旋转作用对上升气流进行多次打散，从而有效延长原料气体在脱硫罐体内的上行路径行程，增加气体与脱硫剂的有效接触时间，增强其脱硫效果，使用本实用新型的脱硫装置后，可实现一次性彻底脱无机硫，无需串联多余的脱硫罐，即可保证出气口气体的品质。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中脱硫罐体的立体结构示意图；

图3为本实用新型中吸附杆的结构示意图；

附图标记：1、输送管路，2、原料泵，3、固定支座，301、矩形支撑框，302、支撑腿，4、顶板，5、底板，6、侧板，7、填料筒，8、端盖法兰，9、出气口，10、泄渣口，11、封堵法兰，12、进气口，13、安装架，14、动力电机，15、传送带，16、滤板，17、卸落口，18、吸附杆，19、圆球形固体脱硫剂，20、弹性锁紧环，21、刮板，22、收集容器。

具体实施方式

下面结合附图1-3对本实用新型做进一步详细的说明：

如图所示，一种用于高纯异丁烷生产的无机硫脱除装置，包括用于输送原料液化石油气的输送管路1，设置在输送管路1中段的原料泵2，以及安装在输送管路1行程末端的脱硫罐体，所述的脱硫罐体安装在一个固定支座3上，脱硫罐体由顶板4、底板5和侧板6围成，在脱硫罐的内部，对应于顶板4的中心位置竖直设置有一个填料筒7，该填料筒7的上部穿过顶板4，并在其顶端安装有可拆卸连接的端盖法兰8，在脱硫罐体的顶板4上还设置有出气口9，所述的底板5呈向下凸的圆弧形，且在圆弧形底板5的最低点处开设有一个泄渣口10，该泄渣口10处设置有可拆卸连接的封堵法兰11，所述侧板6的下部设置有与输送管路1对接的进气口12，侧板6的上部固定设置有一个安装架13，该安装架13上设置有动力电机14，所述的动力电机14通过一个传送带15与填料筒7的上部伸出端连接，用于带动填料筒7绕其中轴线进行旋转；

所述填料筒7的底端与进气口12之间预留有一定的高度间隙，脱硫罐体的内部在该高度间隙内水平设置有一个滤板16，该滤板16上均匀开设有多个透气孔，且滤板16上还设置有一个卸落口17，在所述填料筒7上，上下均匀间隔设置有多组吸附组件，每组吸附组件包括两根呈X形交叉，并均与填料筒7相互垂直设置的吸附杆18，所述的吸附杆18和填料筒7均呈内部具有容置腔的中空状结构，容置腔内用于填充圆球形固体脱硫剂19，所述每根吸附杆18与填料筒7的垂直相交处均相互贯通，使填料筒7容置腔内的圆球形固体脱硫剂19能够在填料筒7转动的离心力作用下，向吸附杆18的容置腔内进行补给式转移，所述吸附杆18的外表面呈具有多个透气通孔的滤网状，吸附杆18的横截面内径为圆球形固体脱硫剂19直径的1.05-1.2倍，且每根吸附杆18的两个末端均设置有一个弹性锁紧环20，该弹性锁紧环20的内径为圆球形固体脱硫剂19直径的0.8-0.9倍，在位于填料筒7最下方的其中一个吸附杆18上还设置有用于将滤板16上收集到的圆球形固体脱硫剂19刮落至卸落口17内的刮板21。

优选的，所述的固定支座3由一个矩形支撑框301和安装在矩形支撑框301下部的多个支撑腿302构成。

优选的，所述的矩形支撑框301焊接固定在脱硫罐体的底板5上。

优选的，所述泄渣口10的下方还设置有收集容器22。

优选的，所述的多组吸附组件在填料筒7上呈螺旋状分布。

优选的，所述每根吸附杆18两端的弹性锁紧环20为橡胶材质，且弹性锁紧环20与脱硫罐体的内壁面摩擦接触。

优选的，所述吸附杆18端部设置的每个弹性锁紧环20的长度为圆球形固体脱硫剂19直径的1.8-2.5倍。

优选的，所述填料筒7的内径为圆球形固体脱硫剂19直径的3-5倍。

优选的，所述的刮板21倾斜设置在吸附杆18的下方，且该刮板21与水平面之间的夹角为45-60°。

本实用新型的一种用于高纯异丁烷生产的无机硫脱除装置，主要用于以原料液化石油气为原料进行高纯异丁烷的工业化大规模生产。装置在具体使用时，如附图所示：在脱硫罐体未经使用过，处于初始状态时，经由脱硫罐体顶部安装的可拆卸连接的端盖法兰向中空的填料筒内进行圆球形固体脱硫剂的填充。圆球形固体脱硫剂通过填料筒和吸附杆之间的贯通孔顺序进入吸附杆的容置腔内，当填料筒和每根吸附杆的容置腔均被圆球形固体脱硫剂填满后，采用外设工具关闭可拆卸连接的端盖法兰，对进料口进行封堵，即完成前期活性氧化锌脱硫剂的填充。

此时，开启脱硫罐体侧板顶部通过安装架安装固定的动力电机，动力电机通过传送带带动填料筒进行旋转，每组吸附组件中的两根吸附杆将在其所在的水平面内，向电扇一样，对该层空间进行旋转覆盖。打开输送管路上的原料泵，原料泵通过脱硫罐体下部设置的进气口进行脱硫罐体的内部腔体内。原料液化石油气在上升的过程中，首先穿过滤板通孔遇到滤板上表面上的圆球形固体脱硫剂，该部分圆球形固体脱硫剂为上层吸附杆淘汰掉的，几乎已经到达服役寿命极限的活性氧化锌脱硫剂，该脱硫剂与无机硫比例含量较高的原料气体进行第一波接触式吸附脱硫。之后，原料气体继续上升，将与每个水平面内的一组吸附组件接触，并被徐福干不断反复打散。由于吸附杆为滤网状结构，其内部填充的圆球形固体脱硫剂将对与其相接触的原料气体进行反应式为ZnO+H₂S→ZnS+H₂O的脱硫吸附。由于多组吸附组件的不断打散作用，将大大延长上升气流在脱硫罐体内的上行路径行程，增加原料液化石油气与脱硫剂的有效接触时间，从而增强其脱硫效果，实现有限空间体积内原料气体的深度脱除有机硫。

在吸附杆的具体设置结构上，多组吸附组件在上下空间上呈上下螺旋状设置（似于DNA的形状）。这种设置方式使每组吸附组件与其相邻的吸附组件在旋转作用面积上存在交错重叠时间，保证经下一级吸附组件接触打散后的气体，在上升后，能够持续被上一级吸附组件中的吸附杆继续进行打散，从而最大限度的延长气体的上升路径，提高脱硫效果。

位于吸附杆内的脱硫剂会伴随着其转动时的离心力作用，不断向吸附杆的两端出口处转移，但吸附杆的端部设置有能够对圆球形固体脱硫剂进行卡箍的弹性锁紧环，该弹性锁紧环为柔性橡胶材质，其自身内径比圆球形固体脱硫剂小，对其向端部的转移具有一定的阻碍作用。可实现对吸附杆两端的封堵，限制圆球形固体脱硫剂在吸附杆内完成吸附作业。但由于橡胶质弹性锁紧环具有一定弹性，在填料筒不断旋转的离心力反复叠加作用下，弹性锁紧环内卡箍的圆球形固体脱硫剂将不断向端部行进，当行程累积到一定程度后，吸附杆最端部的圆球形固体脱硫剂将被弹性锁紧环甩出，则该圆球形固体脱硫剂即完成其服役时，掉落至脱硫罐体内水平设置的滤板上。如上述描述可知，滤板上收集到的圆球形固体脱硫剂用于与进气口进入的原料气体进行进行第一波直接接触，在一定程度上提高了其利用率。完全失效的圆球形固体脱硫剂将被最下端吸附杆上设置的一个倾斜刮板从滤板的卸落口处刮落，完成寿命的圆球形固体脱硫剂在脱硫罐体底部累积较多时，可打开卸渣口的封堵法兰，将脱硫剂从泄渣口排出去，进入收集容器中收集、归纳。

当然，每从弹性锁紧环处掉落一颗圆球形固体脱硫剂，填料筒容置腔内存储的圆球形固体脱硫剂将自动进入对应的吸附杆中心处，对其进行补给，这样就很好的完成了圆球形固体脱硫剂的自动更新。即：每一颗圆球形固体脱硫剂的服役历程均是从吸附杆的中部开始，慢慢向端部转移，直至最终失效、进入滤板重复使用、卸落。

当填料筒内存储的圆球形固体脱硫剂不多时，可再次打开端盖法兰，从填料筒的顶部进行圆球形固体脱硫剂的人工大量补给。

本实用新型的一种用于高纯异丁烷生产的无机硫脱除装置，设备简单、结构合理，操作方便，占地面积小，脱硫效率高，适合是高纯异丁烷的生产中推广使用。

Claims (9)

1.一种用于高纯异丁烷生产的无机硫脱除装置，包括用于输送原料液化石油气的输送管路（1），设置在输送管路（1）中段的原料泵（2），以及安装在输送管路（1）行程末端的脱硫罐体，所述的脱硫罐体安装在一个固定支座（3）上，脱硫罐体由顶板（4）、底板（5）和侧板（6）围成，其特征在于：在脱硫罐的内部，对应于顶板（4）的中心位置竖直设置有一个填料筒（7），该填料筒（7）的上部穿过顶板（4），并在其顶端安装有可拆卸连接的端盖法兰（8），在脱硫罐体的顶板（4）上还设置有出气口（9），所述的底板（5）呈向下凸的圆弧形，且在圆弧形底板（5）的最低点处开设有一个泄渣口（10），该泄渣口（10）处设置有可拆卸连接的封堵法兰（11），所述侧板（6）的下部设置有与输送管路（1）对接的进气口（12），侧板（6）的上部固定设置有一个安装架（13），该安装架（13）上设置有动力电机（14），所述的动力电机（14）通过一个传送带（15）与填料筒（7）的上部伸出端连接，用于带动填料筒（7）绕其中轴线进行旋转；

所述填料筒（7）的底端与进气口（12）之间预留有高度间隙，脱硫罐体的内部在该高度间隙内水平设置有一个滤板（16），该滤板（16）上均匀开设有多个透气孔，且滤板（16）上还设置有一个卸落口（17），在所述填料筒（7）上，上下均匀间隔设置有多组吸附组件，每组吸附组件包括两根呈X形交叉，并均与填料筒（7）相互垂直设置的吸附杆（18），所述的吸附杆（18）和填料筒（7）均呈内部具有容置腔的中空状结构，容置腔内用于填充圆球形固体脱硫剂（19），所述每根吸附杆（18）与填料筒（7）的垂直相交处均相互贯通，使填料筒（7）容置腔内的圆球形固体脱硫剂（19）能够在填料筒（7）转动的离心力作用下，向吸附杆（18）的容置腔内进行补给式转移，所述吸附杆（18）的外表面呈具有多个透气通孔的滤网状，吸附杆（18）的横截面内径为圆球形固体脱硫剂（19）直径的1.05-1.2倍，且每根吸附杆（18）的两个末端均设置有一个弹性锁紧环（20），该弹性锁紧环（20）的内径为圆球形固体脱硫剂（19）直径的0.8-0.9倍，在位于填料筒（7）最下方的其中一个吸附杆（18）上还设置有用于将滤板（16）上收集到的圆球形固体脱硫剂（19）刮落至卸落口（17）内的刮板（21）。

2.根据权利要求1所述的一种用于高纯异丁烷生产的无机硫脱除装置，其特征在于：所述的固定支座（3）由一个矩形支撑框（301）和安装在矩形支撑框（301）下部的多个支撑腿（302）构成。

3.根据权利要求2所述的一种用于高纯异丁烷生产的无机硫脱除装置，其特征在于：所述的矩形支撑框（301）焊接固定在脱硫罐体的底板（5）上。

4.根据权利要求1所述的一种用于高纯异丁烷生产的无机硫脱除装置，其特征在于：所述泄渣口（10）的下方还设置有收集容器。

5.根据权利要求1所述的一种用于高纯异丁烷生产的无机硫脱除装置，其特征在于：所述的多组吸附组件在填料筒（7）上呈螺旋状分布。

6.根据权利要求1所述的一种用于高纯异丁烷生产的无机硫脱除装置，其特征在于：所述每根吸附杆（18）两端的弹性锁紧环（20）为柔性橡胶材质，且弹性锁紧环（20）与脱硫罐体的内壁面摩擦接触。

7.根据权利要求1所述的一种用于高纯异丁烷生产的无机硫脱除装置，其特征在于：所述吸附杆（18）端部设置的每个弹性锁紧环（20）的长度为圆球形固体脱硫剂（19）直径的1.8-2.5倍。

8.根据权利要求1所述的一种用于高纯异丁烷生产的无机硫脱除装置，其特征在于：所述填料筒（7）的内径为圆球形固体脱硫剂（19）直径的3-5倍。

9.根据权利要求1所述的一种用于高纯异丁烷生产的无机硫脱除装置，其特征在于：所述的刮板（21）倾斜设置在吸附杆（18）的下方，且该刮板（21）与水平面之间的夹角为45-60°。