CN209537347U - 一种用于裂解碳五烯烃组分中硫化物非临氢脱除的系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种用于裂解碳五烯烃组分中硫化物非临氢脱除的系统，包括通过管道连接的脱硫精制系统和碳五组分分离系统；所述碳五组分分离系统包括脱轻塔、异戊二烯塔、一级聚合反应器、一级脱重塔、二级聚合反应器、二级脱重塔、间戊二烯塔、双环戊二烯塔。所述脱轻塔顶部设置有液化气管道，底部连接异戊二烯塔；所述异戊二烯塔顶部设置有异戊二烯管道，底部通过管线连接所述一级聚合反应器；所述一级聚合反应器连接所述一级脱重塔。本实用新型提出的用于裂解碳五烯烃组分中硫化物非临氢脱除的系统，为裂解碳五清洁利用提供一种灵活高效的吸附脱硫工艺，可以用于裂解碳五原料和碳五分离工艺产出的多种产品的精脱硫，使其硫含量小于5ppm。
Description
技术领域
本实用新型属于石油化工领域，具体涉及一种碳五烯烃组分的分离和精制系统。
背景技术
随着我国石油化工的迅速发展，乙烯的生产能力逐年提高，使得乙烯装置的副产物裂解碳五碳九馏份也在不断的增加，从而带动我国碳五碳九的综合利用项目蓬勃发展。我国的石油树脂工业生产起步较晚，经过近二十年的发展，我国的低端石油树脂生产技术已经较成熟，市场趋于饱和。但高端石油树脂，如应用到卫生食品、高端油漆油墨等领域的，还没有完成工业规模化的生产。目前我国高端加氢无色树脂产品基本依赖进口，迫切需要国内企业突破加氢石油树脂的技术瓶颈，而加氢石油树脂生产技术的瓶颈主要集中在加氢催化剂。
由于近年来加工的原油高酸、高硫和劣质重质化，裂解碳五馏分中的硫含量逐渐增高，其中硫化物通常有硫醇、硫醚、噻吩烷及噻吩等，噻吩占到总硫80％以上。硫化物的存在容易造成加氢催化剂中毒、设备腐蚀，严重制约着石油树脂产品的高端应用。裂解碳五馏分中的硫含量不是很高但存在着大量的活性烯烃，传统的加氢脱硫工艺脱除硫的同时破坏了碳五馏分中的活性烯烃组分的结构和组成。因此，迫切需要一种不影响裂解碳五馏分中活性烯烃组分的结构和组成，并且能够深度脱除裂解碳五馏分中的硫化物的方法，来满足工艺生产和高端产品加工的更高要求。
专利CN104230626提供一种乙烯裂解碳五异戊二烯中脱硫的方法，涉及一种乙烯裂解碳五分离异戊二烯中脱硫的方法：乙烯裂解碳五原料进入热聚釜进行热聚，原料中的环戊二烯热聚为双环戊二烯；热聚物料进入预分离塔，脱除物料中双环戊二烯组分，塔顶得到进一步提纯的异戊二烯，预分离物料进入萃取塔进行萃取分离，脱除物料中与异戊二烯沸点接近的组份，萃取物料进入解析塔进行解析精馏，塔顶得到以异戊二烯为主的浓缩物，塔釜得到以乙腈和水为主的萃取剂，解析物料进入水洗塔，塔顶得到纯异戊二烯，水洗分离出的纯异戊二烯进入异戊二烯储罐，经泵打入固定床反应器中进行催化剂吸附脱硫，本方法可将异戊二烯中的硫含量降低至<5μg/g，且工艺条件简单，容易控制。该发明仅提供了异戊二烯组分的脱硫，并没有针对裂解碳五原料及分离产品的脱硫。
实用新型内容
针对现有技术存在的不足之处，本实用新型的目的是提供一种用于裂解碳五烯烃组分中硫化物非临氢脱除的系统，适用于裂解碳五原料和/或碳五分离产品(如异戊二烯，间戊二烯，双环戊二烯浓缩物)的硫化物脱除工艺，脱硫后的硫含量降低至<5μg/g，其工艺灵活简单，操作方便。
实现本实用新型上述目的的技术方案为：
一种用于裂解碳五烯烃组分中硫化物非临氢脱除的系统，包括通过管道连接的脱硫精制系统和碳五组分分离系统；
所述碳五组分分离系统包括脱轻塔、异戊二烯塔，一级聚合反应器，一级脱重塔，二级聚合反应器、二级脱重塔，间戊二烯塔、双环戊二烯塔，
所述脱轻塔顶部设置有液化气管道，底部通过管线连接所述异戊二烯塔，所述异戊二烯塔为精馏塔，塔顶部设置有异戊二烯管道，底部通过管线连接所述一级聚合反应器；所述一级聚合反应器连接所述一级脱重塔，所述一级脱重塔塔顶气相管道连接所述二级聚合反应器，塔底物流管道连接至双环戊二烯塔，所述双环戊二烯塔为精馏塔；
所述二级聚合反应器连接所述第二脱重塔，所述第二脱重塔的塔顶设置有馏分管道连接至间戊二烯塔；所述第二脱重塔的塔底也连接至所述双环戊二烯塔。
其中，所述脱轻塔的进料管道连接有脱硫精制系统；和/或，
所述异戊二烯塔顶部的异戊二烯管道连接有脱硫精制系统。
其中，所述一级聚合反应器和二级聚合反应器互相独立地包括1-3台反应器，超过一台的反应器互相串联或并联。
优选地，所述一级聚合反应器包括串联的第一一级聚合反应器和第二一级聚合反应器，在进入所述第一一级聚合反应器的管线上设置有以热水为换热介质的换热器，在进入所述第二一级聚合反应器的管线上设置有以循环水为冷却介质的冷却器。
其中，所述一级脱重塔塔顶气相管道上设置有以蒸汽为加热介质的换热器。
其中，所述间戊二烯塔塔顶设置有抽余碳五管道，所述抽余碳五管道连接有脱硫精制系统；所述间戊二烯塔塔底设置间戊二烯管道，所述间戊二烯管道连接有脱硫精制系统。
其中，所述双环戊二烯塔塔顶设置有碳五重组分管道，所述碳五重组分管道连接有脱硫精制系统；所述双环戊二烯塔塔底设置双环戊二烯管道，所述双环戊二烯管道连接有脱硫精制系统。
其中，所述脱硫精制系统用于产物或原料的脱硫，所述脱硫精制系统包括吸附脱硫床，吸附脱硫床内填充活性炭吸附剂。
进一步地，所述脱硫精制系统包括并联的2～4个吸附脱硫床；在反应器的器壁上设置有冷却水盘管。
更优选地，所述脱硫精制系统的进料管道连接有阻聚剂管道；所述进料管道进入所述吸附脱硫床的进口处设置含硫原料过滤器。
本系统的运行流程为：碳五组分分离系统是裂解碳五原料从上游来，进入脱轻塔分离得到塔顶的液化气，塔底物流进入异戊二烯塔，塔顶分馏出异戊二烯产品，塔釜物流进入一级聚合反应器，将环戊二烯聚合成双环戊二烯，随后进入一级脱重塔，塔顶的气相送至二级聚合反应器进一步聚合得到双环戊二烯，一级脱重塔塔底的物流送至双环戊二烯塔，二级聚合反应器的产物进入第二脱重塔进行分离，塔顶馏分进入间戊二烯塔分离出抽余碳五和间戊二烯产品，二级脱重塔塔底的物流和第一脱重塔塔底的物流合并后送入双环戊二烯塔，分离得到精双环戊二烯和碳五重组分。
脱硫精制系统，根据工艺操作的要求，以及原料和产品中的硫含量，灵活布置在不同的位置，图中虚线框所示的位置。脱硫精制系统布置在原料处，脱除硫化物可以避免下游设备的腐蚀，以及对下游产品质量的影响。若布置在碳五分离系统的各个产品处，则可以脱硫活性烯烃组分中的硫化物，甚至是微量硫化物，能够避免硫化物对下游加工工艺中的催化剂的毒害，同时保证产品的后序聚合或加氢工艺的长周期平稳运行。
本实用新型提出的用于裂解碳五烯烃组分中硫化物非临氢脱除的系统，为裂解碳五清洁利用提供一种灵活高效的吸附脱硫工艺，可以用于裂解碳五原料和碳五分离工艺产出的多种产品的精脱硫，使其硫含量小于5ppm。
附图说明
图1为实施例1的用于裂解碳五烯烃组分中硫化物非临氢脱除的系统结构示意图；
图2为实施例2的用于裂解碳五烯烃组分中硫化物非临氢脱除的系统结构示意图；
图3为脱硫精制系统的结构示意图；
图中设备和编号的对应为：
脱轻塔1、液化气管道101，异戊二烯塔2，异戊二烯管道201，第一一级聚合反应器3，以热水为换热介质的换热器301，第二一级聚合反应器4，以循环水为冷却介质的冷却器401，一级脱重塔5，二级聚合反应器6，以蒸汽为介质的换热器601、二级脱重塔7，间戊二烯塔8、抽余碳五管道801，间戊二烯管道802，双环戊二烯塔9，碳五重组分管道901，双环戊二烯管道902，脱硫精制系统10，含硫原料过滤器11，吸附脱硫床12；阻聚剂管道13。
具体实施方式
以下以具体实施例来进一步说明本实用新型技术方案。本领域技术人员应当知晓，实施例仅用于说明本实用新型，不用于限制本实用新型的范围。
实施例中，如无特别说明，所用技术手段为本领域常规的技术手段。
实施例1
参见图1，一种用于裂解碳五烯烃组分中硫化物非临氢脱除的系统，包括通过管道连接的脱硫精制系统和碳五组分分离系统；
所述碳五组分分离系统包括脱轻塔1、异戊二烯塔2，一级聚合反应器、一级脱重塔5，二级聚合反应器6、二级脱重塔7，间戊二烯塔8、双环戊二烯塔9，
所述脱轻塔顶部设置有液化气管道101，底部通过管线连接所述异戊二烯塔2，异戊二烯塔2是精馏塔；所述异戊二烯塔2顶部设置有异戊二烯管道201，底部通过管线连接所述一级聚合反应器；所述一级聚合反应器连接所述一级脱重塔5，一级脱重塔5塔顶气相管道连接所述二级聚合反应器6，塔底物流管道连接至精馏塔双环戊二烯塔9；
所述二级聚合反应器6连接所述第二脱重塔7，所述第二脱重塔7的塔顶设置有馏分管道连接至间戊二烯塔8；所述第二脱重塔7的塔底也连接至双环戊二烯塔9。
所述脱轻塔1的进料管道连接有脱硫精制系统10。
所述一级聚合反应器包括串联的两台卧式反应器：第一一级聚合反应器3和第二一级聚合反应器4，在进入所述第一一级聚合反应器的管线上设置有以热水为换热介质的换热器301，在进入所述第二一级聚合反应器的管线上设置有以循环水为冷却介质的冷却器401。在进入二级聚合反应器6的气相管道上设置有以蒸汽为介质的换热器601。
所述间戊二烯塔8塔顶设置有抽余碳五管道801；所述间戊二烯塔8塔底设置间戊二烯管道802。
所述双环戊二烯塔9塔顶设置有碳五重组分管道901，所述碳五重组分管道901连接有脱硫精制系统；所述双环戊二烯塔9塔底设置双环戊二烯管道902。
参见图3，所述脱硫精制系统用于产物或原料的脱硫，所述脱硫精制系统包括吸附脱硫床12，吸附脱硫床内填充活性炭吸附剂。
具体本实施例中，所述脱硫精制系统包括并联的2个吸附脱硫床12；在反应器的器壁上设置有冷却水盘管。脱硫精制系统的进料管道连接有阻聚剂管道13；所述进料管道进入所述吸附脱硫床的进口处设置含硫原料过滤器11。
本系统的工作流程为:
碳五组分分离系统是裂解碳五原料从上游来，进入脱轻塔1分离得到塔顶的液化气，塔底物流进入异戊二烯塔2，塔顶分馏出异戊二烯产品，塔釜物流进入一级聚合反应器，将环戊二烯聚合成双环戊二烯，随后进入一级脱重塔5，塔顶的气相送至二级聚合反应器6进一步聚合得到双环戊二烯，一级脱重塔5塔底的物流送至双环戊二烯塔9，二级聚合反应器的产物进入二级脱重塔7进行分离，塔顶馏分进入间戊二烯塔8分离出抽余碳五和间戊二烯产品，二级脱重塔7塔底的物流和第一脱重塔5塔底的物流合并后送入双环戊二烯塔9，分离得到精双环戊二烯和碳五重组分。一级聚合反应器的反应温度60～150℃，聚合时间为1～10小时，第一聚合反应器为两台卧式反应器串联而成。热聚反应器之间设置有冷却器，用于控制每级聚合的温度。
二级聚合反应器6的反应温度90～150℃，聚合时间为1～10小时。
从第二脱重塔顶蒸出粗间戊二烯组分，送入间戊二烯塔8，塔底物粗双环戊二烯组分进入双环戊二烯塔9。
碳五原料中无硫化氢，含少量的硫醇、硫醚、二硫化物和噻吩，且主要是噻吩。乙烯裂解碳五原料经过脱硫精制系统10，温度控制在55℃，空速为1h-1，操作压力在1MPa，对碳五原料进行吸附脱硫，脱硫后的物料中硫含量小于5ppm，见表1。进入碳五分离系统，经过热聚和分离过程，依次得到粗异戊二烯、粗间戊二烯、粗双环戊二烯等产品，并且产品中的硫含量均远小于5ppm。
表1碳五原料中硫含量变化
| 序号 | 组分名称 | 脱硫前含量wt％ | 脱硫后含量wt％ |
| 1 | 总硫含量(ppm) | 64.7 | 3.2 |
实施例2
参见图2，一种用于裂解碳五烯烃组分中硫化物非临氢脱除的系统，包括通过管道连接的脱硫精制系统和碳五组分分离系统；
所述碳五组分分离系统包括脱轻塔1、异戊二烯塔2，一级聚合反应器、一级脱重塔5，二级聚合反应器6进、二级脱重塔7，间戊二烯塔8、双环戊二烯塔9，
所述脱轻塔顶部设置有液化气管道101，底部通过管线连接所述异戊二烯塔2，所述异戊二烯塔2顶部设置有异戊二烯管道201，底部通过管线连接所述一级聚合反应器；所述一级聚合反应器连接所述一级脱重塔，所述一级脱重塔塔顶气相管道连接所述二级聚合反应器6，塔底物流管道连接至双环戊二烯塔9；
所述二级聚合反应器6连接所述第二脱重塔7，所述第二脱重塔7的塔顶设置有馏分管道连接至间戊二烯塔8；所述第二脱重塔7的塔底也连接至所述双环戊二烯塔9。
所述脱轻塔1的进料管道连接有脱硫精制系统10。
所述一级聚合反应器包括串联的两台卧式反应器：第一一级聚合反应器3和第二一级聚合反应器4，在进入所述第一一级聚合反应器的管线上设置有以热水为换热介质的换热器301，在进入所述第二一级聚合反应器的管线上设置有以循环水为冷却介质的冷却器401。在进入二级聚合反应器6的管线上设置有以蒸汽为介质的换热器601。
所述异戊二烯塔2顶部的异戊二烯管道201连接有脱硫精制系统10。
所述一级脱重塔5连接的气相管道上设置有以蒸汽为加热介质的换热器601。
所述间戊二烯塔8塔顶设置有抽余碳五管道801，所述抽余碳五管道801连接有脱硫精制系统；所述间戊二烯塔8塔底设置间戊二烯管道802，所述间戊二烯管道802连接有脱硫精制系统10。
所述双环戊二烯塔9塔顶设置有碳五重组分管道901，所述碳五重组分管道901连接有脱硫精制系统；所述双环戊二烯塔9塔底设置双环戊二烯管道902，所述双环戊二烯管道902连接有脱硫精制系统10。
脱硫精制系统的设置同实施例1。
本系统的工作流程同实施例1。
脱硫精制系统10，根据工艺操作的要求，以及原料和产品中的硫含量，灵活布置在不同的位置，如图1中虚线框所示的位置。脱硫精制系统10布置在原料处，脱除硫化物可以避免下游设备的腐蚀，以及对下游产品质量的影响。若布置在碳五分离系统的各个产品处，则可以脱硫活性烯烃组分中的硫化物，甚至是微量硫化物，能够避免硫化物对下游加工工艺中的催化剂的毒害，同时保证产品的后序聚合或加氢工艺的长周期平稳运行。
将异戊二烯塔顶出的粗异戊二烯物57wt％流经过吸附脱硫系统10，温度控制在60℃，空速为1h-1，操作压力在1MPa，对粗异戊二烯进行吸附脱硫，添加对应适用的阻聚剂，脱硫后的物料中硫含量小于5ppm，见表2。
表2粗异戊二烯中硫含量变化
| 序号 | 组分名称 | 脱硫前含量wt％ | 脱硫后含量wt％ |
| 1 | 总硫含量(ppm) | 47.3 | 2.52 |
将双环戊二烯塔底的粗双环戊二烯86％wt物流经过吸附脱硫系统10，温度控制在80℃，空速为0.6h-1，操作压力在1MPa，对粗双环戊二烯进行吸附脱硫，添加对应适用的阻聚剂，脱硫后的物料中硫含量小于5ppm，见表3。
表3粗异戊二烯中硫含量变化
| 序号 | 组分名称 | 脱硫前含量wt％ | 脱硫后含量wt％ |
| 1 | 总硫含量(ppm) | 31 | 1.76 |
以上的实施例仅仅是对本实用新型的具体实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，本领域技术人员在现有技术的基础上还可做多种修改和变化，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种用于裂解碳五烯烃组分中硫化物非临氢脱除的系统，其特征在于，包括通过管道连接的脱硫精制系统和碳五组分分离系统；
所述碳五组分分离系统包括脱轻塔、异戊二烯塔，一级聚合反应器，一级脱重塔，二级聚合反应器进、二级脱重塔，间戊二烯塔、双环戊二烯塔，
所述脱轻塔顶部设置有液化气管道，底部通过管线连接所述异戊二烯塔，所述异戊二烯塔为精馏塔，塔顶部设置有异戊二烯管道，底部通过管线连接所述一级聚合反应器；所述一级聚合反应器连接所述一级脱重塔，所述一级脱重塔塔顶气相管道连接所述二级聚合反应器，塔底物流管道连接至双环戊二烯塔所述双环戊二烯塔为精馏塔；
所述二级聚合反应器连接所述二级脱重塔，所述二级脱重塔的塔顶设置有馏分管道连接至间戊二烯塔；所述二级脱重塔的塔底也连接至所述双环戊二烯塔。
2.根据权利要求1所述的用于裂解碳五烯烃组分中硫化物非临氢脱除的系统，其特征在于，所述脱轻塔的进料管道连接有脱硫精制系统；和/或
所述异戊二烯塔顶部的异戊二烯管道连接有脱硫精制系统。
3.根据权利要求1所述的用于裂解碳五烯烃组分中硫化物非临氢脱除的系统，其特征在于，所述一级聚合反应器和二级聚合反应器互相独立地包括1～3台反应器，超过一台的反应器互相串联或并联。
4.根据权利要求1所述的用于裂解碳五烯烃组分中硫化物非临氢脱除的系统，其特征在于，所述一级聚合反应器包括串联的第一一级聚合反应器和第二一级聚合反应器，在进入所述第一一级聚合反应器的管线上设置有以热水为换热介质的换热器，在进入所述第二一级聚合反应器的管线上设置有以循环水为冷却介质的冷却器。
5.根据权利要求1所述的用于裂解碳五烯烃组分中硫化物非临氢脱除的系统，其特征在于，所述一级脱重塔塔顶气相管道上设置有以蒸汽为加热介质的换热器。
6.根据权利要求1所述的用于裂解碳五烯烃组分中硫化物非临氢脱除的系统，其特征在于，所述间戊二烯塔塔顶设置有抽余碳五管道，所述抽余碳五管道连接有脱硫精制系统；所述间戊二烯塔塔底设置间戊二烯管道，所述间戊二烯管道连接有脱硫精制系统。
7.根据权利要求1所述的用于裂解碳五烯烃组分中硫化物非临氢脱除的系统，其特征在于，所述双环戊二烯塔塔顶设置有碳五重组分管道，所述碳五重组分管道连接有脱硫精制系统；所述双环戊二烯塔塔底设置双环戊二烯管道，所述双环戊二烯管道连接有脱硫精制系统。
8.根据权利要求1～7任一项所述的用于裂解碳五烯烃组分中硫化物非临氢脱除的系统，其特征在于，所述脱硫精制系统用于产物或原料的脱硫，所述脱硫精制系统包括吸附脱硫床，吸附脱硫床内填充活性炭吸附剂。
9.根据权利要求8所述的用于裂解碳五烯烃组分中硫化物非临氢脱除的系统，其特征在于，所述脱硫精制系统包括并联的2～4个吸附脱硫床；在反应器的器壁上设置有冷却水盘管。
10.根据权利要求8所述的用于裂解碳五烯烃组分中硫化物非临氢脱除的系统，其特征在于，所述脱硫精制系统的进料管道连接有阻聚剂管道；所述进料管道进入所述吸附脱硫床的进口处设置含硫原料过滤器。
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