專利名稱：一種旋流脫堿的方法及其設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于液/液分離技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及脫去C3～C5烷烴中的水溶性堿性雜質(zhì)的方法。
背景技術(shù)：
在石油化工行業(yè)，經(jīng)過(guò)氣體餾分裝置得到的碳三、碳四烷烴、碳五烷烴接著進(jìn)行醚化等后續(xù)反應(yīng)。上述碳三烷烴、碳四烷烴、碳五烷烴經(jīng)過(guò)脫H2S和硫醇，體系中殘存堿液物質(zhì)，如胺、堿、堿金屬離子、乙腈、丙腈及氮化物。這些堿性物質(zhì)將導(dǎo)致后續(xù)的醚化反應(yīng)過(guò)程中的酸性催化劑中毒，縮短了催化劑的使用壽命，降低了整個(gè)裝置的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)周期。
為了避免上述中毒問(wèn)題，目前，在C3～C5脫硫和脫硫醚過(guò)程中廣泛采用重力沉降罐和聚結(jié)器來(lái)去除C3～C5夾帶的液滴或霧滴，也有采用水洗滌C3～C5中堿液的方法。
使用重力沉降罐實(shí)現(xiàn)C3～C5烷烴與堿液液滴、汽油與堿液的分離的不足之處在于，設(shè)備體積較大，金屬材料的消耗量也比較大，造價(jià)也比較高，脫堿精度也不高。此外，在脫硫劑發(fā)泡、“跑脫硫劑”工況出現(xiàn)時(shí)，C3～C5烷烴攜帶的泡沫脫硫劑，常規(guī)沉降罐是無(wú)法分離的。
而使用聚結(jié)器的不足之處在于，對(duì)于聚結(jié)器的大小的設(shè)計(jì)至今還沒(méi)有一個(gè)通用的標(biāo)準(zhǔn)，沒(méi)有一種精確的方法可以確定在給定流量下聚結(jié)器的濾芯究竟需要多大的過(guò)濾能力。不同的制造商提供的過(guò)濾器尺寸卻截然不同。此外，對(duì)過(guò)濾器的過(guò)濾能力同被過(guò)濾物質(zhì)的關(guān)系的研究也不充分，存在液體不潔凈時(shí)易造成元件被堵塞的缺點(diǎn)。某些過(guò)濾器投入運(yùn)行，過(guò)不了幾個(gè)小時(shí)就會(huì)出現(xiàn)難以接受的高壓力降。由此可見，設(shè)計(jì)和制造出滿足生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用要求的、可以長(zhǎng)周期穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的胺液聚結(jié)器有相當(dāng)?shù)碾y度。
此外，常用的水洗脫堿系統(tǒng)，一般對(duì)系統(tǒng)的胺液濃度大于50％的系統(tǒng)才能采用水洗系統(tǒng)。水洗系統(tǒng)的設(shè)備有混合器、沉降器和水洗泵等，還需要補(bǔ)充水洗水，有一定的物耗和能耗。
綜上所述，目前常見的解決MTBE裝置(甲基叔丁基醚化裝置)、汽油醚化裝置碳四烷烴、汽油夾帶堿性物質(zhì)的技術(shù)手段都存在不足之處。最主要的，無(wú)論沉降分離還是聚結(jié)分離都無(wú)法解決胺液發(fā)泡工況下原料夾帶大量泡沫狀溶劑時(shí)的堿液脫出和堿液回收。其次，幾種方案所耗費(fèi)的資源都比較多，難于保障裝置長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn)。單純的沉降分離所需的設(shè)備體積較大，占地面積比較大，難以用于建成布局緊湊的裝置的改造，聚結(jié)濾芯本身價(jià)格就比較昂貴，且有壽命限制，因而運(yùn)行周期短，運(yùn)行后期效果差，必須安裝兩組，定時(shí)清洗和更換；水洗系統(tǒng)方案本身的運(yùn)行成本就比較高，適用性也有限。因而，我們需要尋找適用性更好，更為穩(wěn)定、高效的分離技術(shù)手段。
也有一些現(xiàn)有技術(shù)中采用了旋流脫堿法對(duì)本發(fā)明液-液混合體系進(jìn)行分離，但是不適合用來(lái)分離本發(fā)明的C3～C5烷烴。原因是C3～C5烷烴沸點(diǎn)低，容易氣化而損耗，也更容易夾帶大量泡沫狀溶劑，從而給分離帶來(lái)了巨大困難。而且旋流分離設(shè)備中經(jīng)常會(huì)發(fā)生堵塞，無(wú)法穩(wěn)定運(yùn)行，或是有雜質(zhì)鹽類析出，造成系統(tǒng)不穩(wěn)定。
總之，由于現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，故至今為止尚未解決C3～C5脫堿的問(wèn)題，遠(yuǎn)不能滿足烷烴醚化裝置如MTBE裝置中催化劑長(zhǎng)周期運(yùn)行的期望。因此，本領(lǐng)域迫切需要開發(fā)一種改進(jìn)的C3～C5脫堿方法和裝置，從而大大地推進(jìn)MTBE裝置催化劑長(zhǎng)周期使用的進(jìn)程。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種改進(jìn)的C3～C5烷烴的脫堿方法，從而延長(zhǎng)C3～C5脫堿催化劑長(zhǎng)周期使用的進(jìn)程。
本發(fā)明第一方面提供一種旋流脫堿的方法，包括以下步驟(a)95～99.9體積份的含有水溶性堿性雜質(zhì)的C3～C5烷烴與0.1～5.0體積份的脫堿水在20～120℃，0.01MPa～0.50MPa下混合，得到含水量為10000mg/L～50000mg/L混合物，其中所述水溶性堿性雜質(zhì)占烷烴重量的1～30wt％，(b)步驟(a)得到的混合物離心旋轉(zhuǎn)進(jìn)行分離，得到脫堿的烷烴。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，步驟(a)中的混合物含水量為10000mg/L～15000mg/L。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，步驟(a)中的所述水溶性堿性雜質(zhì)占烷烴重量的15～25wt％。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，步驟(a)的混合步驟在0.05MPa～0.25MPa下進(jìn)行。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述水溶性堿性雜質(zhì)為胺、堿、堿金屬離子、乙腈、丙腈、氮化物及其組合。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述脫堿水是除鹽水、脫氧水或凝結(jié)水。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，步驟(a)所述脫堿水先形成平均粒徑為20μm～50μm的液滴之后，再與所述烷烴混合。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，在10～100℃，0.05MPa～0.25MPa下，所述脫堿水和烷烴各自形成平均粒徑為20μm～50μm的液滴，然后進(jìn)行混合。
本發(fā)明的另一個(gè)方面提供一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法采用的旋流脫堿裝置，所述分離裝置包括注水設(shè)備、液-液混合器與旋流分離器，所述注水設(shè)備設(shè)在所述液-液混合器的上游，所述旋流器分離器設(shè)在所述液-液混合器的下游。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述液-液混合器為靜態(tài)混合器。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述旋流分離器的下游還設(shè)有污水處理裝置。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述旋流分離器壓力降為0.05MPa～0.25MPa。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，在液-液混合器與旋流分離器之間還設(shè)有沉降器。
本發(fā)明再有一個(gè)方面提供一種MTBE醚化裝置，其中MTBE醚化反應(yīng)器的上游設(shè)有根據(jù)權(quán)利要求5所述的旋流脫堿裝置。
本發(fā)明還有一個(gè)方面提供一種旋流脫堿方法或旋流脫堿裝置在C3～C5烷烴進(jìn)行醚化反應(yīng)之前進(jìn)行脫堿的用途。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明的內(nèi)容。


圖1為本發(fā)明所述的C3～C5烷烴進(jìn)行旋流脫堿的工藝流程示意圖。
圖2為現(xiàn)有技術(shù)的C3～C5烷烴的脫堿方法(改造前)的工藝流程示意圖。
其中1——流量計(jì)；
2——液-液混合器；3——沉降罐；4——液-液分離器；5——甲醇罐；6——原料泵(C3～C5烷烴)；7——甲醇泵。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明人經(jīng)過(guò)廣泛而深入的研究，采用特定組合的反應(yīng)條件，從而解決了反應(yīng)中容易乳化以及容易產(chǎn)生大量泡沫的問(wèn)題。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，發(fā)明人驚奇地發(fā)現(xiàn)，使用脫氧水可以大大降低分離設(shè)備中的堵塞程度，在此基礎(chǔ)上完成了本發(fā)明。
本發(fā)明中的術(shù)語(yǔ)“MTBE”醚化裝置是指甲基叔丁基醚化裝置。
本發(fā)明的構(gòu)思是這樣的通過(guò)將體積比為0.1～5.0體積份的脫堿水分散混合到95～99.9體積份液態(tài)C3～C5烷烴(即C3～C5)中，該C3～C5烷烴夾帶的堿傳遞給脫堿水；然后，利用液態(tài)C3～C5烷烴、水兩種互不相溶液體的之間密度差，依靠流體在旋流分離器內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力場(chǎng)將C3～C5烷烴和水分離，水將堿帶出，從而實(shí)現(xiàn)碳四烷烴脫堿的目的。獲得了良好的堿性雜質(zhì)分離效果，故特別適合作為醚化裝置前的分離裝置以防止醚化裝置中的催化劑中毒。
為了實(shí)現(xiàn)上述分離，構(gòu)建一個(gè)傳遞過(guò)程與旋流分離過(guò)程組合的系統(tǒng)。傳遞過(guò)程通過(guò)向原料中彌散低鹽含量水，水溶解胺、堿、堿金屬離子、乙腈、丙腈及氮化物等堿性物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了堿性物質(zhì)從原料向水滴的轉(zhuǎn)移和富集過(guò)程。旋流分離過(guò)程在特定條件下經(jīng)過(guò)特殊結(jié)構(gòu)的旋流分離器使流體旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)流動(dòng)產(chǎn)生的離心力場(chǎng)將含堿性物質(zhì)的水滴從原料中分離出來(lái)，實(shí)現(xiàn)了堿性物質(zhì)脫離原料的過(guò)程。
首先，在傳遞-旋流分離組合系統(tǒng)中，設(shè)置一個(gè)水與原料混合的設(shè)施，完成水注入、水與原料彌散混合、原料中堿性物質(zhì)向水遷移、水中堿性物質(zhì)的富集過(guò)程。待原料與水充分混合，堿性物質(zhì)和水充分傳遞后，水與原料混合物進(jìn)入液-液旋流分離器中。
其次，在傳遞-旋流分離組合系統(tǒng)中，設(shè)置一個(gè)液-液旋流分離的設(shè)施，完成堿性水與原料的快速高效分離。堿性水到污水處理設(shè)施。脫堿后的原料進(jìn)入反應(yīng)裝置。
總之，通過(guò)上述措施，解決了MTBE裝置、汽油醚化裝置原料堿含量超標(biāo)，導(dǎo)致酸性催化劑壽命短，裝置運(yùn)行周期不長(zhǎng)的問(wèn)題。
在一個(gè)優(yōu)選例中，在原料進(jìn)入醚化反應(yīng)器(如MTBE醚化反應(yīng)器)之前設(shè)置一個(gè)由液-液混合器、加水泵或帶壓水源系統(tǒng)、碳四烷烴增壓泵、沉降罐、液-液分離旋流器組成的設(shè)備集成系統(tǒng)。
以下詳細(xì)描述本發(fā)明的各個(gè)方面。
C3～C5烷烴本發(fā)明中的術(shù)語(yǔ)“C3～C5烷烴”是指C3、C4、C5烷烴或其組合。特別是指C5烷烴的含量不超過(guò)10wt％的C3、C4、C5烷烴的混合物，以烷烴的總重量計(jì)。C3～C5烷烴的例子包括但不局限于液化石油氣。
本發(fā)明中所述的C3～C5烷烴還可以包含有其它有機(jī)物雜質(zhì)，如C8雜質(zhì)等，這些有機(jī)物雜質(zhì)的含量不超過(guò)C3～C5烷烴的5wt％，以C3～C5烷烴的重量計(jì)。
本發(fā)明中的術(shù)語(yǔ)“C3烷烴”(即碳三烷烴)是指直鏈或支鏈飽和或不飽和的、含有3個(gè)碳原子的烷烴的單一物質(zhì)或混合物。例如，丙烯、丙烷或其組合。
本發(fā)明中的術(shù)語(yǔ)“C4烷烴”(即碳四烷烴)是指直鏈或支鏈飽和或不飽和的、含有4個(gè)碳原子的烷烴的單一物質(zhì)或混合物。例如，丁烯的各種異構(gòu)體、丁烷的各種異構(gòu)體或其組合。
本發(fā)明中的術(shù)語(yǔ)“C5烷烴”(即碳五烷烴)是指直鏈或支鏈飽和或不飽和的、含有5個(gè)碳原子的烷烴的單一物質(zhì)或混合物。例如丙烯的各種異構(gòu)體、丁烷的各種異構(gòu)體及其組合。
水溶性堿性雜質(zhì)本發(fā)明的水溶性堿性雜質(zhì)包括胺、堿、堿金屬離子、乙腈、丙腈及氮化物。特別地，所述氮化物為聯(lián)氨(肼)、嗎啉和其它用于腐蝕控制的溶劑類，這些溶劑為可使催化劑中毒的堿性氮化物組分。
這些水溶性堿性雜質(zhì)的來(lái)源為石油化工行業(yè)，經(jīng)過(guò)氣體餾分裝置得到的碳三、碳四烷烴、碳五烷烴，然后接著進(jìn)行醚化等后續(xù)反應(yīng)。上述碳三烷烴、碳四烷烴、碳五烷烴經(jīng)過(guò)脫H2S和硫醇，體系中殘存堿液物質(zhì)，如胺、堿、堿金屬離子、乙腈、丙腈及氮化物。
所述水溶性堿性雜質(zhì)的組成和含量可以根據(jù)原料的組分含量上下有所波動(dòng)。
所述胺，例如但不局限于甲胺、乙胺、丙胺、醇胺或其組合。
所述堿，例如但不局限于，NaOH，KOH等。
所述堿金屬離子，例如但不局限于Li，Na，K離子。
所述氮化物，例如但不局限于所述氮化物為聯(lián)氨(肼)、嗎啉和其它用于腐蝕控制的溶劑類。
特別是當(dāng)后續(xù)的醚化反應(yīng)采用酸性陽(yáng)離子交換樹脂做催化劑時(shí)，易受進(jìn)料中堿性氮化物、金屬陽(yáng)離子等物質(zhì)的影響而催化劑中毒。研究表明催化劑失活存在如下六種機(jī)理物理失活、化學(xué)失活、熱力學(xué)降解、有機(jī)物聚合結(jié)垢、陽(yáng)離子失活、堿氮化合物水解失活。其中，堿氮化合物水解失活為進(jìn)料中腈類(主要為乙腈、丙腈)水解后與催化劑中的陽(yáng)離子交換樹脂發(fā)生反應(yīng)而引起的催化劑失活。腈類的中和反應(yīng)可分為兩步第一步，原料中的腈被吸附于樹脂中，吸附量取決于腈在原料與樹脂之間的分配系數(shù)(partition coefficient)。實(shí)驗(yàn)表明，存在于甲醇與非活性C4烴中的腈，在飽和狀態(tài)下，其被吸附量可達(dá)6kg/100kg樹脂(干基)。第二步，被吸附的腈與水反應(yīng)首先生成氨基化合物，再與水反應(yīng)生成有機(jī)酸和氨，氨離子與樹脂中的磺酸基發(fā)生中和反應(yīng)，造成催化劑中毒。水解反應(yīng)中的水有三處來(lái)源甲醇或LCN攜帶的水、水洗水及甲醇聚合為二甲醚(DME)時(shí)生成的水。
由乙腈水解造成的催化劑中毒不同于前五種情況，前五種情況造成的中毒都是遞推式的，即首先與反應(yīng)物接觸的那部分催化劑中毒，然后才會(huì)引起與中毒催化劑相鄰的那部分催化劑中毒。而后者則是堿氮化合物首先被吸附于整個(gè)催化劑床層，然后再進(jìn)行水解反應(yīng)，導(dǎo)致整個(gè)催化劑床層活性下降，因此該中毒過(guò)程更具危害性。腈化物含量對(duì)醚化催化劑壽命的影響如表1所示。
表1腈化物含量對(duì)醚化催化劑壽命的影響

脫堿水本發(fā)明的脫堿水，包括除鹽水、脫氧水和凝結(jié)水，用于將C3～C5烷烴進(jìn)料中的催化劑毒物洗滌掉。
本發(fā)明的脫堿水滿足以下條件pH 5.5～9.5硬度，ppm CaCO30.0～0.5總固體顆粒，ppm 0.5±0.1硅(SiO2)，ppm 不超過(guò)0.2銅(Cu)，ppm 0.01±0.005鐵(Fe)，ppm 0.03±0.02導(dǎo)電率，ms/cm不超過(guò)0.5氧氣，ppm0.005±0.001鈉+鉀，ppm 不超過(guò)0.2堿性氮化物，ppm 不超過(guò)1.0本發(fā)明的除鹽水的定義是SiO2含量小于0.1ppm，Na+含量小于0.1ppm，PH為8.0-9.0，電導(dǎo)率為小于10μs/cm。在一個(gè)優(yōu)選例中，除鹽水的組分滿足以下性質(zhì)pH 7.5～9.0硬度，ppm CaCO30.0總固體顆粒，ppm0.5硅(SiO2)，ppm 0.02銅(Cu)，ppm0.01鐵(Fe)，ppm0.02導(dǎo)電率，ms/cm 0.5氧氣，ppm 0.005鈉+鉀，ppm 0.01堿性氮化物，ppm1.0(最大)在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，采用脫氧水，其中脫氧水的組分與除鹽水基本相同，不同之處在于氧氣含量不大于0.005ppm，特別是在0.003ppm以下。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，采用脫氧水可以大大降低設(shè)備的堵塞程度。發(fā)明人認(rèn)為，原因在于脫硫后的烷烴夾帶有醇胺(含有硫化氫)。當(dāng)本發(fā)明中分離對(duì)象沸點(diǎn)較低，如碳三、碳四烷烴時(shí)，醇胺易于形成泡沫胺，其表面積增大，因此易于與氧作用生成有機(jī)酸及其他不能再生的物質(zhì)，并且與反應(yīng)體系中的堿性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)生成鹽類。采用脫氧水既能防止其進(jìn)行氧化又同時(shí)防止帶入促進(jìn)腐蝕的氧化物和其他雜質(zhì)。從而解決了設(shè)備中容易堵塞的問(wèn)題。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，采用凝結(jié)水。凝結(jié)水比軟化水水質(zhì)好，可直接作為工藝注水用，回收1噸水的價(jià)值在10-15元左右。減少了水耗，又減少了酸堿費(fèi)用，一舉兩得。凝結(jié)水的水質(zhì)良好，接近脫鹽水，且?guī)缀鯖](méi)有溶解氧和二氧化碳等氣體；凝結(jié)水的過(guò)冷度比較小，接近飽和。
通常，凝結(jié)水罐的SiO2含量為0.06～0.08ppm，Na+含量為0.04～0.07ppm，PH為7.8-9.0，電導(dǎo)率為2.4-6.0μs/cm。凝結(jié)水的例子如下表2所示表2凝結(jié)水的含量

液-液混合器本發(fā)明的液-液混合器是指所說(shuō)的原料與水混合的，可以是常規(guī)靜態(tài)混合器、微型混合器、攪拌混合器、噴射泵、文丘里式混合器等中的一種，優(yōu)選靜態(tài)混合器；在靜態(tài)混合器的內(nèi)件采取防腐蝕處理，如表面耐腐蝕處理或選擇耐腐蝕材料，以提高混合器的使用壽命，保障混合效果。
旋流分離器本發(fā)明的液-液旋流分離器可以是改進(jìn)的旋流式油水分離器、粗?；退蛛x器、旋流-射流-粗粒化油水分離器中的一種；旋流式油水分離器是旋流分離器的核心內(nèi)件-旋流芯管可用雙錐體、雙進(jìn)料口結(jié)構(gòu)，單錐體、雙進(jìn)料口結(jié)構(gòu)，單錐體、單進(jìn)料口結(jié)構(gòu)，超短尾管或無(wú)尾管結(jié)構(gòu)，以及雙進(jìn)料口、三錐體結(jié)構(gòu)。
所述旋流分離器中的旋流芯管的結(jié)構(gòu)包括雙錐體雙進(jìn)料口結(jié)構(gòu)、單錐體雙進(jìn)料口結(jié)構(gòu)、單錐體單進(jìn)料口結(jié)構(gòu)、超短尾管或無(wú)尾管結(jié)構(gòu)或是三錐體雙進(jìn)料口結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的旋流分離器的安裝方式可以是立式的或臥式的。
本發(fā)明的旋流分離器的壓力降在0.06～0.1MPa之間，也可以達(dá)到分離的效果。
以下結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。下列實(shí)施例中未注明具體條件的實(shí)驗(yàn)方法，通常按照常規(guī)條件，或按照制造廠商所建議的條件。比例和百分比基于重量，除非特別說(shuō)明。ppm(也表示為PPM)表示微量物質(zhì)在混合物中的含量的符號(hào)，指每一百萬(wàn)份中的份數(shù)或百萬(wàn)分率(分重量比PPMw和體積比PPMv)。本發(fā)明所說(shuō)的ppm為重量比。1ppm即一百萬(wàn)千克的溶液中含有1千克溶質(zhì)。1ppm相當(dāng)于1ug/ml，也相當(dāng)于1mg/l。
實(shí)施例1在一個(gè)年生產(chǎn)能力10萬(wàn)噸的碳四烷烴醚化MTBE裝置中，按照本發(fā)明構(gòu)思的方法設(shè)置了一套碳四烷烴傳遞-旋流脫堿的方法，其具體運(yùn)作過(guò)程及效果描述如下參見圖1，當(dāng)碳四烷烴進(jìn)入MTBE裝置的反應(yīng)工序前，啟動(dòng)水泵1，將0.5％的凝結(jié)水霧化并注入靜態(tài)混合器2，經(jīng)過(guò)靜態(tài)混合器2將水彌散混合到碳四烷烴原料中，所述凝結(jié)水形成平均粒徑為20μm～50μm的液滴。之后經(jīng)過(guò)適當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，碳四烷烴中溶于水的堿性物質(zhì)，如胺、堿、堿金屬離子、乙腈、丙腈及氮化物等，傳遞到彌散的水滴中。再與所述烷烴混合。原料從靜態(tài)混合器2的出口直接進(jìn)入重力沉降罐3，重力沉降罐3將沒(méi)有彌散的水和大顆粒的水滴分離出來(lái)，這些水?dāng)y帶部分堿并自壓輸送到污水處理系統(tǒng)，小顆粒水滴隨碳四烷烴原料直接進(jìn)入或經(jīng)過(guò)碳四烷烴原料泵6進(jìn)入旋流脫堿器4。旋流脫堿器4將小水滴從碳四烷烴原料中分離出來(lái)，小水滴攜帶大部分堿自壓進(jìn)入污水處理系統(tǒng)，脫出堿液的碳四烷烴分別作為生產(chǎn)MTBE的原料。
測(cè)定結(jié)果表明本發(fā)明有效地解決了碳四烷烴醚化過(guò)程中碳四烷烴脫堿問(wèn)題，使醚化過(guò)程的酸性催化劑延緩或免于中毒，延長(zhǎng)催化劑的使用壽命，保障MTBE裝置的長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn)。
改造前后對(duì)比效果簡(jiǎn)述如下1.水耗改造前0％；(參見圖2)催化劑壽命周期改造前50天；僅經(jīng)重力沉降罐，常出現(xiàn)銅片腐蝕3～4級(jí)的情況，合格率為10％～50％。同時(shí)造成胺液的大量跑損(跑損胺液總量在200t/a以上)。為解決這個(gè)問(wèn)題，采用了水洗、沉降、聚結(jié)過(guò)濾等方法，都因?yàn)楦鞣N原因達(dá)不到理想的效果。
2.改造后增加水0.1～0.5％(wt)催化劑壽命周期90天。
總之，采用本發(fā)明的方法，可靠地解決了原料夾帶堿液的問(wèn)題，延緩了催化劑壽命，延長(zhǎng)了系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行周期。
由上可見采用本發(fā)明的方法，比較完善地解決了在C3～C5烷烴醚化過(guò)程中，由于原料夾帶堿性物質(zhì)，致使酸性催化劑中毒，裝置運(yùn)轉(zhuǎn)周期短，操作成本高，整個(gè)裝置投資高的問(wèn)題，即實(shí)現(xiàn)原料中堿性物質(zhì)的深度脫出、酸性催化劑壽命延長(zhǎng)、裝置運(yùn)轉(zhuǎn)周期延長(zhǎng)，從而有效地推進(jìn)了石油化工清潔生產(chǎn)的工業(yè)化進(jìn)程。
本發(fā)明的工藝適用性好，穩(wěn)定，高效，操作控制成熟易行，投資少，設(shè)備緊湊，運(yùn)行費(fèi)用低，能長(zhǎng)周期穩(wěn)定連續(xù)運(yùn)行。本發(fā)明特別適用于沸點(diǎn)較低的體系如碳三、碳四烷烴醚化、碳五烷烴醚化。也可以應(yīng)用于環(huán)己酮、液化石油氣脫硫、油脫鹽、汽油醚化等煉油、化工裝置的互不相溶或溶解度很低的液/液分離。
實(shí)施例21.處理?xiàng)l件溫度20～100℃，處理量0.4-0.8m3/h，液化氣特性密度600kg/m3，粘度0.14mPa.s。胺液密度1040kg/m3，濃度1300-1800mg/l2.分析方法用銅片腐蝕法定性分析液化氣樣品中的胺液含量，用里森克瓶緩慢蒸發(fā)法定量分析液化氣樣品中的胺液含量3.應(yīng)用效果(1)分離時(shí)間短，1～2s即可分離出。20μm左右的大部分從尾管中分離。
(2)脫胺效率94％以上，在600l/h左右達(dá)到最高值99％，胺液從1800mg/l降到99mg/l以下。
(3)分離出的胺液呈黑色，這是由于其中含有細(xì)小固體顆粒物所致，但旋流器運(yùn)行穩(wěn)定，不堵塞。
(4)旋流器上壓降只有0.1Mpa，能耗很低。
實(shí)施例3單根最佳流量0.9-1.6m3/h，選用65根旋流管并聯(lián)使用1.處理?xiàng)l件溫度20～100℃，處理量58.5-104m3/h，液化氣特性密度522kg/m3，粘度0.107mPa.s。胺液密度1018kg/m3，粘度0.107mPa.s，濃度106-780mg/l2.分析方法用銅片腐蝕法定性分析液化氣樣品中的胺液含量，用里森克瓶緩慢蒸發(fā)法定量分析液化氣樣品中的胺液含量3.應(yīng)用效果(1)在進(jìn)口液化石油氣含胺液量水平在106-780mg/l之間時(shí)，出口液化石油氣含胺液量為22-99mg/l，(2)胺液分離效率在67％至95％，平均分離效率在87.6％，(3)分離出的胺液為水樣液體，微呈綠色。對(duì)經(jīng)過(guò)凈化的液化石油氣采樣進(jìn)行銅片腐蝕試驗(yàn)，均為合格。
(4)壓降在0.06～0.1Mpa之間。
(5)達(dá)到80％的胺液回收效率。
在本發(fā)明提及的所有文獻(xiàn)都在本申請(qǐng)中引用作為參考，就如同每一篇文獻(xiàn)被單獨(dú)引用作為參考那樣。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明的上述講授內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
權(quán)利要求
1.一種旋流脫堿的方法，其特征在于，包括以下步驟(a)95～99.9體積份的含有水溶性堿性雜質(zhì)的C3～C5烷烴與0.1～5.0體積份的脫堿水在20～120℃，0.01MPa～0.50MPa下混合，得到含水量為10000mg/L～50000mg/L的混合物，其中所述水溶性堿性雜質(zhì)占所述烷烴重量的1～30wt％，(b)步驟(a)得到的混合物離心旋轉(zhuǎn)進(jìn)行分離，得到脫堿的烷烴。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述水溶性堿性雜質(zhì)為胺、堿、堿金屬離子、乙腈、丙腈、氮化物及其組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述脫堿水是除鹽水、脫氧水或凝結(jié)水。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(a)所述脫堿水先形成平均粒徑為20μm～50μm的液滴之后，再與所述烷烴混合。
5.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法采用的旋流脫堿裝置，其特征在于，包括注水設(shè)備、液-液混合器與旋流分離器，所述注水設(shè)備設(shè)在所述液-液混合器的上游，所述旋流器分離器設(shè)在所述液-液混合器的下游。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述旋流分離器的下游還設(shè)有污水處理裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述旋流分離器壓力降為0.05MPa～0.25MPa。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，在液-液混合器與旋流分離器之間還設(shè)有沉降器。
9.一種MTBE醚化裝置，其中MTBE醚化反應(yīng)器的上游設(shè)有根據(jù)權(quán)利要求5所述的旋流脫堿裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法或權(quán)利要求6所述的裝置在C3～C5烷烴進(jìn)行醚化反應(yīng)之前進(jìn)行脫堿的用途。
全文摘要
本發(fā)明提供一種旋流脫堿的方法，包括以下步驟(a)95～99.9體積份的含有水溶性堿性雜質(zhì)的C
文檔編號(hào)C10G19/00GK101054532SQ20061002567
公開日2007年10月17日 申請(qǐng)日期2006年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月13日
發(fā)明者錢卓群, 汪華林, 毛丹, 白志山, 陳于勤, 沈申春 申請(qǐng)人:華東理工大學(xué)