專利名稱：一種汽油輕餾分脫硫醇及堿液再生的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油化工領(lǐng)域，尤其涉及一種汽油輕餾分脫硫醇及堿液再生的裝置及方法。
背景技術(shù)：
隨著原油的劣質(zhì)化和高硫化，以及社會(huì)對(duì)汽油燃料脫硫要求的日益提高，要求煉油企業(yè)不斷提高原油加工技術(shù)水平，不斷改進(jìn)汽油燃料脫硫工藝，同時(shí)更要重視生產(chǎn)過程中節(jié)能減排降耗的可持續(xù)發(fā)展生產(chǎn)需要。歐美發(fā)達(dá)國(guó)家早在2005即開始執(zhí)行清潔汽油歐IV標(biāo)準(zhǔn)，2009年開始執(zhí)行歐V標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)也于2011年率先在北京、上海等地實(shí)施國(guó)IV標(biāo)準(zhǔn)，要求汽車用汽油總硫不超過50ppm，生產(chǎn)更低硫含量的清潔汽油是人們對(duì)生存環(huán)境日益重視的必然選擇。 傳統(tǒng)堿洗抽提工藝無法滿足當(dāng)前汽油深度脫硫要求，加氫脫硫則是目前應(yīng)用比較成熟且大力推廣的深度脫硫技術(shù)，但加氫脫硫存在裝置投資巨大、操作復(fù)雜，汽油精制成本高的問題，而且還存在損失汽油辛烷值的缺點(diǎn)。中國(guó)石化集團(tuán)撫順石油化工研究院在加氫脫硫技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過選擇適宜的汽油輕、重餾分切割點(diǎn)溫度，對(duì)烯烴含量較高、硫含量較低的輕餾分用堿洗抽提的方法進(jìn)行脫硫處理，對(duì)硫含量較高的重餾分用專門開發(fā)的脫硫催化劑進(jìn)行加氫脫硫處理，脫硫后的兩種餾分汽油再調(diào)和成成品汽油。該工藝一方面解決了全餾分汽油加氫工藝對(duì)辛烷值損失的問題，另一方面汽油輕餾分采用堿洗抽提脫硫醇的成本遠(yuǎn)低于加氫脫硫成本，大大降低了汽油精制成本。液化氣堿洗脫硫醇技術(shù)已很成熟，目前工業(yè)應(yīng)用較多的是填料抽提塔和纖維液膜接觸器兩類傳質(zhì)設(shè)備，而汽油輕餾分采用堿洗脫硫醇的試驗(yàn)研究和工業(yè)應(yīng)用尚未有成熟的設(shè)備與技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種汽油輕餾分脫硫醇及堿液再生裝置及方法，以解決解決目前汽油輕餾分脫硫醇工藝投資巨大、操作復(fù)雜、汽油精制成本高和損失汽油辛烷值等技術(shù)難題。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)
一種汽油輕餾分脫硫醇及堿液再生裝置，包括靜態(tài)混合器，一級(jí)液膜堿洗反應(yīng)器，二級(jí)液膜堿洗反應(yīng)器，堿液聚結(jié)脫器，堿液氧化分離塔和液膜抽提接觸器，所述靜態(tài)混合器通過管線與預(yù)堿洗罐相連，所述預(yù)堿洗罐通過一級(jí)液膜堿洗反應(yīng)器與一級(jí)堿洗分離罐相連接，所述一級(jí)液膜堿洗反應(yīng)器安裝在一級(jí)堿洗分離罐上，一級(jí)堿洗分離罐的出口通過二級(jí)液膜堿洗反應(yīng)器與二級(jí)堿洗分離罐相連接，二級(jí)堿洗分離罐外連接有堿液聚結(jié)器，所述一級(jí)液膜堿洗反應(yīng)器外設(shè)有循環(huán)堿液泵，循環(huán)堿液泵另一端與二級(jí)堿洗分離堿液出口相連接；所述二級(jí)液膜堿洗反應(yīng)器與再生堿液泵和抽提分離罐堿液的出口相連接，所述再生堿液泵外連接有新鮮堿液進(jìn)料管；所述一級(jí)堿洗分離罐的堿液出口外設(shè)有堿液預(yù)熱器和催化劑注入器，并與所述堿液氧化分離塔的堿液進(jìn)口相連接，所述堿液氧化分離塔內(nèi)設(shè)有氣體分布器、堿液氧化分離隔板和聚結(jié)填料，所述堿液氧化分離塔外設(shè)有二硫化物出料管和尾氣出料管，尾氣出料管上設(shè)有尾氣分液罐，所述氣體分布器外設(shè)有壓縮空氣管；所述堿液氧化分離塔堿液出口通過石腦油管與液膜抽提接觸器和抽提沉降罐相連接，所述液膜抽提接觸器連接有石腦油泵和液膜抽提沉降罐的石腦油出口，所述的抽提沉降罐內(nèi)安裝有聚結(jié)板和隔板，所述石腦油管上設(shè)有石腦油進(jìn)料管和石腦油聚結(jié)器，所述石腦油聚結(jié)器上設(shè)有含硫石腦油出料管和堿洛排放管。進(jìn)一步的，所述堿液聚結(jié)器底部與堿渣罐相連接，上部設(shè)有輕質(zhì)成品油出口 ；所述抽提沉降罐內(nèi)設(shè)有聚結(jié)板和隔板。
一種汽油輕餾分脫硫醇及堿液再生的方法，包括以下步驟
1)通過預(yù)堿洗泵向靜態(tài)混合器中輸入新鮮堿液，待處理汽油原料和堿液在靜態(tài)混合器內(nèi)進(jìn)行剪切混合反應(yīng)0. I 2min,堿液質(zhì)量流量為汽油質(zhì)量流量的20_60%wt, 二者在預(yù)堿洗罐內(nèi)沉降分離10 30min，得到分離的預(yù)堿洗后汽油和堿液，堿液循環(huán)使用，根據(jù)產(chǎn)品中硫化氫和酚含量定期更換；
2)預(yù)堿洗后汽油通過輸出管與二級(jí)液膜堿洗后堿液，在一級(jí)液膜反應(yīng)器內(nèi)以膜-膜接觸層流流動(dòng)，兩相充分接觸并反應(yīng)，堿液質(zhì)量流量為汽油質(zhì)量流量的10-40%wt, 二者在一級(jí)堿洗分離罐沉降分離30 60min，得到一級(jí)精制汽油和一級(jí)堿液；
3)—級(jí)精制汽油通過輸出管與再生堿液，在二級(jí)液膜反應(yīng)器內(nèi)以膜-膜接觸層流流動(dòng)，兩相充分接觸并反應(yīng)，堿液質(zhì)量流量為汽油質(zhì)量流量的10-40%wt, 二者在一級(jí)堿洗分離罐沉降分離30 60min，得到二級(jí)精制汽油和二級(jí)堿液；
4)一級(jí)堿液壓送入堿液氧化分離塔中，同時(shí)將壓縮空氣通過氣體分布器將以微泡形式分散于液氧化分離塔內(nèi)的堿液中，空氣用量為硫醇鈉氧化理論需求量的1-5倍，硫醇鈉氧化催化劑在堿液中含量為50-200ppm，堿液氧化溫度為20-70°C，空氣中的氧氣與堿液中的硫醇鈉充分接觸并反應(yīng)生成氫氧化鈉和二硫化物，氫氧化鈉溶解于堿液中使堿液得到再生；二硫化物密度小浮在堿液上層，堿液經(jīng)過分離區(qū)親水聚結(jié)填料形成堿液液膜，堿液與已經(jīng)分層的二硫化物充分接觸，堿液中乳化的二硫化物被萃取到已經(jīng)分層的二硫化物中，堿液中二硫化物含量進(jìn)一步降低；
5)氧化分離二硫化物的堿液和低硫石腦油通過液膜抽提接觸器，堿液質(zhì)量流量為石腦油質(zhì)量流量的20-100%wt，兩相在液膜抽提接觸器內(nèi)以膜-膜接觸層流流動(dòng)，兩相充分接觸，堿液中殘留的二硫化物被萃取到石腦油中，堿液與石腦油在抽提沉降罐沉降分離30 90min,得到再生堿液和含硫石腦油，再生堿液通過再生堿液泵送至二級(jí)液膜反應(yīng)器，含硫石腦油30-80%循環(huán)使用，70-20%通過石腦油聚結(jié)器得脫除堿液后送出裝置；
6)所述的低硫石腦油可以是低硫汽油、化工輕油、溶劑油或柴油。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例所述的一種汽油輕餾分脫硫醇及堿液再生裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中I、靜態(tài)混合器；2、預(yù)堿洗罐；3、預(yù)堿洗泵；4、一級(jí)液膜堿洗反應(yīng)器；5、一級(jí)堿洗分離罐；6、二級(jí)液膜堿洗反應(yīng)器；7、二級(jí)堿洗分離罐；8、堿液聚結(jié)器；9、循環(huán)堿液泵；10、堿液預(yù)熱器；11、催化劑注入器；12、堿液氧化分離塔；13、氣體分布器；14、聚結(jié)填料；15、液膜抽提接觸器；16、抽提沉降罐；17、聚結(jié)板；18、隔板；19、再生堿液泵；20、石腦油泵；21、石腦油聚結(jié)器；22、堿液氧化分離隔板；23、尾氣分液罐。
具體實(shí)施例方式如圖I所示，本發(fā)明實(shí)施例所述的一種汽油輕餾分脫硫醇及堿液再生裝置，包括靜態(tài)混合器I，一級(jí)液膜堿洗反應(yīng)器4，二級(jí)液膜堿洗反應(yīng)器6，堿液聚結(jié)脫器8，堿液氧化分離塔12和液膜抽提接觸器15，所述靜態(tài)混合器I通過管線與預(yù)堿洗罐2相連，，所述預(yù)堿洗罐2通過一級(jí)液膜堿洗反應(yīng)器4與一級(jí)堿洗分離罐5相連接，所述一級(jí)液膜堿洗反應(yīng)器4安裝在一級(jí)堿洗分離罐5上，一級(jí)堿洗分離罐5的出口通過二級(jí)液膜堿洗反應(yīng)器6與二級(jí)堿洗分離罐7相連接，二級(jí)堿洗分離罐7外連接有堿液聚結(jié)器8，所述一級(jí)液膜堿洗反應(yīng)器 4外設(shè)有循環(huán)堿液泵9，循環(huán)堿液泵9另一端與二級(jí)堿洗分離罐7堿液出口相連接；所述二級(jí)液膜堿洗反應(yīng)器6與再生堿液泵19和抽提分離罐16堿液的出口相連接，所述再生堿液泵19外連接有新鮮堿液進(jìn)料管；所述一級(jí)堿洗分離罐5的堿液出口外設(shè)有堿液預(yù)熱器10和催化劑注入器11，并與所述堿液氧化分離塔12的堿液進(jìn)口相連接，所述堿液氧化分離塔12內(nèi)設(shè)有氣體分布器13、堿液氧化分離隔板22和聚結(jié)填料14，所述堿液氧化分離塔12外設(shè)有二硫化物出料管和尾氣出料管，尾氣出料管上設(shè)有尾氣分液罐23，所述氣體分布器13外設(shè)有壓縮空氣管；所述堿液氧化分離塔12堿液出口通過石腦油管與液膜抽提接觸器15和抽提沉降罐16相連接，所述液膜抽提接觸器15連接有石腦油泵20和液膜抽提沉降罐16的石腦油出口，所述的抽提沉降罐16內(nèi)安裝有聚結(jié)板17和隔板18，所述石腦油管上設(shè)有石腦油進(jìn)料管和石腦油聚結(jié)器21，所述石腦油聚結(jié)器21上設(shè)有含硫石腦油出料管42和堿渣排放管43。所述堿液聚結(jié)器8底部與堿渣罐相連接，上部設(shè)有輕質(zhì)成品油出口 ；所述抽提沉降罐16內(nèi)設(shè)有聚結(jié)板17和隔板18。本發(fā)明實(shí)施例所述的汽油輕餾分脫硫醇及堿液再生的方法，包括以下步驟
1)通過預(yù)堿洗泵向靜態(tài)混合器中輸入新鮮堿液，待處理汽油原料和堿液在靜態(tài)混合器內(nèi)進(jìn)行剪切混合反應(yīng)0. I 2min,堿液質(zhì)量流量為汽油質(zhì)量流量的20_60%wt, 二者在預(yù)堿洗罐內(nèi)沉降分離10 30min，得到分離的預(yù)堿洗后汽油和堿液，堿液循環(huán)使用，根據(jù)產(chǎn)品中硫化氫和酚含量定期更換；
2)預(yù)堿洗后汽油通過輸出管與二級(jí)液膜堿洗后堿液，在一級(jí)液膜反應(yīng)器內(nèi)以膜-膜接觸層流流動(dòng)，兩相充分接觸并反應(yīng)，堿液質(zhì)量流量為汽油質(zhì)量流量的10-40%wt, 二者在一級(jí)堿洗分離罐沉降分離30 60min，得到一級(jí)精制汽油和一級(jí)堿液；
3)—級(jí)精制汽油通過輸出管與再生堿液，在二級(jí)液膜反應(yīng)器內(nèi)以膜-膜接觸層流流動(dòng)，兩相充分接觸并反應(yīng)，堿液質(zhì)量流量為汽油質(zhì)量流量的10-40%wt, 二者在一級(jí)堿洗分離罐沉降分離30 60min，得到二級(jí)精制汽油和二級(jí)堿液；
4)一級(jí)堿液壓送入堿液氧化分離塔中，同時(shí)將壓縮空氣通過氣體分布器將以微泡形式分散于液氧化分離塔內(nèi)的堿液中，空氣用量為硫醇鈉氧化理論需求量的1-5倍，硫醇鈉氧化催化劑在堿液中含量為50-200ppm，堿液氧化溫度為20-70°C，空氣中的氧氣與堿液中的硫醇鈉充分接觸并反應(yīng)生成氫氧化鈉和二硫化物，氫氧化鈉溶解于堿液中使堿液得到再生；二硫化物密度小浮在堿液上層，堿液經(jīng)過分離區(qū)親水聚結(jié)填料形成堿液液膜，堿液與已經(jīng)分層的二硫化物充分接觸，堿液中乳化的二硫化物被萃取到已經(jīng)分層的二硫化物中，堿液中二硫化物含量進(jìn)一步降低；
5)氧化分離二硫化物的堿液和低硫石腦油通過液膜抽提接觸器，堿液質(zhì)量流量為石腦油質(zhì)量流量的20-100%wt，兩相在液膜抽提接觸器內(nèi)以膜-膜接觸層流流動(dòng)，兩相充分接觸，堿液中殘留的二硫化物被萃取到石腦油中，堿液與石腦油在抽提沉降罐沉降分離30 90min，得到再生堿液和含硫石腦油，再生堿液通過再生堿液泵送至二級(jí)液膜反應(yīng)器，含硫石腦油30-80%循環(huán)使用，70-20%通過石腦油聚結(jié)器得脫除堿液后送出裝置；
6)所述的低硫石腦油可以是低硫汽油、化工輕油、溶劑油或柴油。應(yīng)用實(shí)例 某公司采用本發(fā)明技術(shù)，建成了一套汽油輕餾分脫硫醇及堿液再生裝置
汽油輕餾分處理能力25. 8t/h ;操作彈性50-110% ;汽油輕餾分蒸餾點(diǎn)30-68°C ;汽油輕懼分主要性質(zhì)硫化氫<30ppm,硫醇<210ppm,總硫<270ppm,進(jìn)裝置壓力0. 6-0. 8MPaG,溫度30-45°C ;工藝操作參數(shù)預(yù)堿洗堿液流量6t/h，脫硫醇?jí)A液循環(huán)流量4t/h，催化劑含量100-150ppm，堿渣氧化溫度30-50 °C，壓縮空氣流量30_40Nm3/h，石腦油循環(huán)流量12-16t/h，石腦油更換流量2-3t/h ;裝置運(yùn)行結(jié)果精制輕汽油硫化氫測(cè)不出、硫醇含量2-8ppm、博士試驗(yàn)通過、水溶性酸堿檢測(cè)為無、銅片腐蝕la，其它情況預(yù)堿洗每月更換堿液15噸、運(yùn)行半年未更換脫硫醇劑堿、每月回收二硫化物2噸。雖然以上僅描述了本發(fā)明的具體實(shí)施方式
范例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些僅是舉例說明，本發(fā)明的保護(hù)范圍是由所附權(quán)利要求書限定的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背離本發(fā)明的原理和實(shí)質(zhì)的前提下，可以對(duì)這些實(shí)施方式做出多種變更或修改，但這些變更或修改均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種汽油輕餾分脫硫醇及堿液再生裝置，包括靜態(tài)混合器(I)，一級(jí)液膜堿洗反應(yīng)器(4)，二級(jí)液膜堿洗反應(yīng)器(6)，堿液聚結(jié)脫器(8)，堿液氧化分離塔(12)和液膜抽提接觸器(15)，其特征在于所述靜態(tài)混合器(I)通過管線與預(yù)堿洗罐(2)相連，預(yù)堿洗罐(2)通過一級(jí)液膜堿洗反應(yīng)器(4 )與一級(jí)堿洗分離罐(5 )相連接，所述一級(jí)液膜堿洗反應(yīng)器(4 )安裝在一級(jí)堿洗分離罐(5 )上，一級(jí)堿洗分離罐(5 )的出口通過二級(jí)液膜堿洗反應(yīng)器(6 )與二級(jí)堿洗分離罐(7)相連接，二級(jí)堿洗分離罐(7)外連接有堿液聚結(jié)器(8)，所述一級(jí)液膜堿洗反應(yīng)器(4)外設(shè)有循環(huán)堿液泵(9)，循環(huán)堿液泵(9)另一端與二級(jí)堿洗分離罐(7)堿液出口相連接；所述二級(jí)液膜堿洗反應(yīng)器(6)與再生堿液泵(19)和抽提分離罐(16)堿液的出口相連接，所述再生堿液泵(19)外連接有新鮮堿液進(jìn)料管；所述一級(jí)堿洗分離罐(5)的堿液出口外設(shè)有堿液預(yù)熱器(10 )和催化劑注入器(11)并與所述堿液氧化分離塔(12 )的堿液進(jìn)口相連接，所述堿液氧化分離塔(12)內(nèi)設(shè)有氣體分布器(13)、堿液氧化分離隔板(22)和聚結(jié)填料(14)，所述堿液氧化分離塔(12)外設(shè)有二硫化物出料管和尾氣出料管，該尾氣出料管上設(shè)有尾氣分液罐(23)，所述氣體分布器(13)外設(shè)有壓縮空氣管；所述堿液氧化分離塔(12)的堿液出口通過石腦油管與液膜抽提接觸器(15)和抽提沉降罐(16)相連接，所述液膜抽提接觸器(15)連接石腦油泵(20)和液膜抽提沉降罐(16)的石腦油出口，所述的抽提沉降罐(16)內(nèi)安裝有聚結(jié)板(17)和隔板(18)，所述石腦油管上設(shè)有石腦油進(jìn)料管和石腦油聚結(jié)器(21)，所述石腦油聚結(jié)器(21)上設(shè)有含硫石腦油出料管(42)和堿渣排放管(43)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種汽油輕餾分脫硫醇及堿液再生裝置，其特征在于所述堿液聚結(jié)器(8)底部與堿渣罐相連接，所述堿液聚結(jié)器(8)上部設(shè)有輕質(zhì)成品油出口 ；所述抽提沉降罐(16)內(nèi)設(shè)有聚結(jié)板(17)和隔板(18)。
3.一種汽油輕餾分脫硫醇及堿液再生的方法，其特征在于，包括以下步驟 1)通過預(yù)堿洗泵向靜態(tài)混合器中輸入新鮮堿液，待處理汽油原料和堿液在靜態(tài)混合器內(nèi)進(jìn)行剪切混合反應(yīng)0. I 2min,堿液質(zhì)量流量為汽油質(zhì)量流量的20_60%wt, 二者在預(yù)堿洗罐內(nèi)沉降分離10 30min，得到分離的預(yù)堿洗后汽油和堿液，堿液循環(huán)使用，根據(jù)產(chǎn)品中硫化氫和酚含量定期更換； 2)預(yù)堿洗后汽油通過輸出管與二級(jí)液膜堿洗后堿液，在一級(jí)液膜反應(yīng)器內(nèi)以膜-膜接觸層流流動(dòng)，兩相充分接觸并反應(yīng)，堿液質(zhì)量流量為汽油質(zhì)量流量的10-40%wt, 二者在一級(jí)堿洗分離罐沉降分離30 60min，得到一級(jí)精制汽油和一級(jí)堿液； 3)—級(jí)精制汽油通過輸出管與再生堿液，在二級(jí)液膜反應(yīng)器內(nèi)以膜-膜接觸層流流動(dòng)，兩相充分接觸并反應(yīng)，堿液質(zhì)量流量為汽油質(zhì)量流量的10-40%wt, 二者在一級(jí)堿洗分離罐沉降分離30 60min，得到二級(jí)精制汽油和二級(jí)堿液； 4)一級(jí)堿液壓送入堿液氧化分離塔中，同時(shí)將壓縮空氣通過氣體分布器將以微泡形式分散于液氧化分離塔內(nèi)的堿液中，空氣用量為硫醇鈉氧化理論需求量的1-5倍，硫醇鈉氧化催化劑在堿液中含量為50-200ppm，堿液氧化溫度為20-70°C，空氣中的氧氣與堿液中的硫醇鈉充分接觸并反應(yīng)生成氫氧化鈉和二硫化物，氫氧化鈉溶解于堿液中使堿液得到再生；二硫化物密度小浮在堿液上層，堿液經(jīng)過分離區(qū)親水聚結(jié)填料形成堿液液膜，堿液與已經(jīng)分層的二硫化物充分接觸，堿液中乳化的二硫化物被萃取到已經(jīng)分層的二硫化物中，堿液中二硫化物含量進(jìn)一步降低； 5)氧化分離二硫化物的堿液和低硫石腦油通過液膜抽提接觸器，堿液質(zhì)量流量為石腦油質(zhì)量流量的20-100%wt，兩相在液膜抽提接觸器內(nèi)以膜-膜接觸層流流動(dòng)，兩相充分接觸，堿液中殘留的二硫化物被萃取到石腦油中，堿液與石腦油在抽提沉降罐沉降分離30 90min,得到再生堿液和含硫石腦油，再生堿液通過再生堿液泵送至二級(jí)液膜反應(yīng)器，含硫石腦油30-80%循環(huán)使用，70-20%通過石腦油聚結(jié)器得脫除堿液后送出裝置； 6)所述的低硫石腦油可以是低硫汽油、化工輕油、溶劑油或柴油。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種汽油輕餾分脫硫醇及堿液再生裝置和方法，一種汽油輕餾分脫硫醇及堿液再生裝置，包括靜態(tài)混合器，液膜堿洗反應(yīng)器，堿液聚結(jié)脫器，堿液氧化分離塔和液膜抽提接觸器。本發(fā)明的有益效果為(1)采用預(yù)堿洗脫硫化氫、酚，投資低；(2)采用兩級(jí)液膜堿洗反應(yīng)器及堿洗工藝，可保證產(chǎn)品硫醇在10ppm以下，無游離堿液夾帶，不需要水洗即能保證銅片腐蝕和水溶性酸堿檢測(cè)合格；(3)堿液中硫醇鈉氧化速率高，兩相擾動(dòng)乳化極輕微，生成的二硫化物60%以上實(shí)現(xiàn)分離回收；(4)可保證再生堿液中二硫化物含量不超過100ppm，再生堿液用于循環(huán)脫硫醇時(shí)不會(huì)反萃取到產(chǎn)品中；(5)不需要頻繁更換堿液即能保證產(chǎn)品總硫穩(wěn)定不升高，堿渣排放量較其它工藝減少50%以上。
文檔編號(hào)C10G19/08GK102757809SQ201210276509
公開日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2012年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月3日
發(fā)明者喻武鋼, 徐振華, 王銘, 童仁可, 聶通元, 蔡喜洋 申請(qǐng)人:寧波中一石化科技有限公司