一種脫硫醇堿液深度氧化和分離二硫化物的方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種脫硫醇堿液深度氧化和分離二硫化物的方法及裝置，包括以下步驟：a.堿液氧化；b.初步分離；c.深度萃取；d.油氣分離；e.油堿分離，本發(fā)明采用液體分布器和空氣分布器使得堿液與氧氣充分接觸，提高氧化轉(zhuǎn)化速率，通過纖維膜抽提接觸器深度萃取二硫化物，提高接觸面積，增加抽提深度，使得堿液中二硫化物含量降到200ppm以下，提高再生堿液的質(zhì)量，反應后的尾氣經(jīng)過柴油吸收罐吸收，減少二硫化物對大氣的污染，抽提后汽油進行水洗，防止殘留堿液對汽油加氫的影響，本發(fā)明工藝簡單，節(jié)能環(huán)保，裝置可控性好，操作穩(wěn)定，符合市場需求，適合大規(guī)模推廣。
【專利說明】一種脫硫醇堿液深度氧化和分離二硫化物的方法及裝置

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及石油、天然氣加工領域的液化石油氣、碳五、輕汽油等油品脫硫醇堿液氧化再生工藝，尤其涉及一種脫硫醇堿液深度氧化和分離二硫化物的方法及裝置。

【背景技術】
[0002]隨著世界石油資源不斷貧化，石油烴中的硫化物含量越來越高，在一系列的脫硫工藝過程中，必須把硫化物徹底從石油烴中通過化學和物理過程脫除出來，且不排入大氣和污水，進行回收利用，才能避免對環(huán)境造成污染。液化石油氣、碳五、輕汽油等油品精制過程中，一般通過堿洗工藝脫除其中的硫醇硫，使此類油品硫含量達到標準要求，堿洗工藝即是油品中的硫醇和氫氧化鈉反應生成硫醇鈉，硫醇鈉存在于堿液中，從而達到脫除油品中硫化物的目的。對于反應后富含硫醇鈉的氫氧化鈉水溶液可以通過氧化實現(xiàn)再生，在催化劑磺化酞氰鈷等的作用下，硫醇鈉和氧氣發(fā)生反應，生產(chǎn)氫氧化鈉和二硫化物，氫氧化鈉和二硫化物分離后循環(huán)用于脫硫醇。
[0003]脫硫醇的方法最早是由美國環(huán)球油品公司(UOP) 1958年提出的，發(fā)展至今形成了成熟的液液抽提、氧化再生工藝，即Merox抽提氧化法。目前該工藝的氧化再生工藝存在以下主要問題:堿液氧化塔采用填料塔結(jié)構、空氣采用大風量進風、空氣分布器采用10_以上孔徑、氧化溫度在55-65°C，造成塔內(nèi)氣液乳化嚴重，氧化效果差，生成的二硫化物大部分隨尾氣帶走，少部分與堿液乳化嚴重分離效果差等問題。此工藝氧化后堿液中二硫化物含量達5000ppm以上，隨著長時間的累積，堿液將失效，造成堿渣排放量大，并且堿液中的二硫化物還會被卒取到油品中，造成加硫效應。
[0004]中國專利200710071004.9對氧化塔結(jié)構進行了改進，采用空塔結(jié)構，利于塔內(nèi)氣液兩相的充分接觸和避免擾動乳化。但該專利僅有小部分堿液進行氧化再生，不適用于目前越來越高硫含量的油品原料脫硫醇；且堿液和二硫化物未能徹底分離，大部分二硫化物隨尾氣帶走最終排入大氣；氣體分布器精度高，容易堵塞；采用富氧空氣氧化，危險性大；氧化后堿液直接去脫硫醇會因含氧而繼續(xù)生成二硫化物并帶入液化石油氣中產(chǎn)生加硫效應。
[0005]中國專利201220012653.8在氧化后堿液增加了氣提塔，利用高風量對氧化后堿液中的二硫化物進行氣體的吹脫；由于采用兩臺塔的注風工藝，導致尾氣量大幅度上升，故該專利又增加了尾氣處理系統(tǒng)。該專利存在以下問題:部分二硫化物二硫化物隨尾氣帶走；氣體分布器精度高，容易堵塞；尾氣處理系統(tǒng)由水洗罐、脫堿罐、氧化罐、膜分離罐等組成，設備多投資大，且實際應用中，尾氣中二硫化物僅能從1000ppm降至5000ppm，處理效果有限，氧化后堿液直接去脫硫醇會因含氧而繼續(xù)生成二硫化物并帶入液化石油氣中產(chǎn)生加硫效應。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對上述現(xiàn)有技術的現(xiàn)狀，本發(fā)明所要解決的技術問題在于提供一種氧化轉(zhuǎn)化速率高，二硫化物液相分離深度萃取效果好，再生堿液質(zhì)量好，裝置可控性好，節(jié)能環(huán)保的脫硫醇堿液深度氧化和分離二硫化物的方法及裝置。
[0007]本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案為:一種脫硫醇堿液深度氧化和分離二硫化物的方法，包括以下步驟:
[0008]a、堿液氧化，將待再生堿液從堿液氧化塔中上部注入，經(jīng)過液體分布器，使得待再生堿液均勻分布在塔內(nèi)，空氣經(jīng)過空氣過濾器從堿液氧化塔中下部進入，空氣經(jīng)過空氣分布器產(chǎn)生直徑1_20_氣泡并均勻分布于堿液中，使得堿液中的硫醇鈉在鈦箐鈷催化劑作用下與氧氣充分接觸，反應生成氫氧化鈉和二硫化物，氧化溫度為40-50°C ；
[0009]b、初步分離，由于氫氧化鈉和二硫化物極性不同且存在密度差，生成的液相二硫化物浮于堿液上層，通過親水性填料，使得二硫化物從堿液中分離，進入靜置區(qū)，再用儲罐收集；反應后的尾氣從堿液氧化塔頂部排出，注入柴油吸收罐中；氧化后的堿液流向塔底，通過親油性填料，去除堿液中乳化的二硫化物，再經(jīng)過抽提堿液泵抽提至纖維膜抽提接觸器中；
[0010]c、深度萃取，利用汽油或石腦油等溶劑油對殘留在氧化后的堿液中的微量二硫化物進行抽提萃取，溶劑油和堿液流量比值為4/1-1/1，纖維膜抽提接觸器利用表面張力和重力場原理，使得油堿兩相在接觸器內(nèi)為非分布式液膜之間平面接觸，當油品和堿液順著金屬纖維向下流動時，由于附著力和表面張力的不同，堿液順著纖維絲流入抽提分離罐底部，油品萃取二硫化物并在纖維絲末端自然分離；
[0011]d、油氣分離，步驟b中的尾氣從堿液氧化塔頂部排出，注入柴油吸收罐中，用柴油吸收尾氣中的微量二硫化物，柴油和二硫化物的極性相似，通過罐內(nèi)分配器分布后，溶解于柴油當中，對柴油無影響，經(jīng)過吸收的尾氣去焚燒或處理，消除了二硫化物對大氣的污染；
[0012]e、油堿分離，步驟c中的油品經(jīng)過抽提分離罐中的親水性填料進入混合器與新鮮水混合，再進入汽油水洗罐水洗，水洗后的含硫汽油從汽油水洗罐頂部排出，水洗后的堿性污水從汽油水洗罐底部排出；抽提分離罐底部的再生堿液通過再生堿液泵抽離并收集。
[0013]一種脫硫醇堿液深度氧化和分離二硫化物的裝置，包括堿液氧化塔，纖維膜抽提接觸器，抽提分離罐，柴油吸收罐，汽油水洗罐和混合器，所述堿液氧化塔的頂部與柴油吸收罐相連，堿液氧化塔的底部與纖維膜抽提接觸器之間連有抽提堿液泵，該纖維膜抽提接觸器底部伸入抽提分離罐并與抽提分離罐相通，所述混合器連在抽提分離罐和汽油水洗罐之間，所述汽油水洗罐底部連有循環(huán)水洗泵，所述抽提分離罐底部連有再生堿液泵，所述堿液氧化塔中下部連有空氣過濾器。
[0014]進一步地，所述堿液氧化塔中上部設有液體分布器，該液體分布器的上方設有親水性填料，該親水性填料右側(cè)設有隔板并形成靜置區(qū)，所述堿液氧化塔中下部設有空氣分布器，可以使空氣經(jīng)分布器后產(chǎn)生直徑l_20mm氣泡并均勻分布于堿液中，該空氣分布器上方設有防漩渦擋板，氣量增大時可以避免擾動和漩渦，所述堿液氧化塔底部安裝有親油性填料，可以聚結(jié)堿液中乳化的二硫化物。
[0015]進一步地，所述液體分布器為排管式分布器或環(huán)管式分布器，可以保證堿液在塔內(nèi)均勻分布。
[0016]進一步地，所述空氣分布器上設置有蒸汽或水反沖洗裝置，可以防止堵塞。
[0017]進一步地，所述親油性填料為親油性塑膠、親油性樹脂或表面覆親油膜的不銹鋼金屬。
[0018]進一步地，所述抽提分離罐中設有親水性填料，可以聚結(jié)二硫化物中夾帶的堿液液滴，降低二硫化物中堿液含量。
[0019]進一步地，所述親水性填料為經(jīng)過表面親水改性的不銹鋼絲或規(guī)整填料或塑料填料。
[0020]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:本發(fā)明采用液體分布器和空氣分布器使得堿液與氧氣充分接觸，提高氧化轉(zhuǎn)化速率，通過纖維膜抽提接觸器深度萃取二硫化物，提高接觸面積，增加抽提深度，使得堿液中二硫化物含量降到200ppm以下，提高再生堿液的質(zhì)量，反應后的尾氣經(jīng)過柴油吸收罐吸收，減少二硫化物對大氣的污染，抽提后汽油進行水洗，防止殘留堿液對汽油加氫的影響，本發(fā)明工藝簡單，節(jié)能環(huán)保，裝置可控性好，操作穩(wěn)定，符合市場需求，適合大規(guī)模推廣。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明的裝置流程圖；
[0022]圖2為本發(fā)明堿液氧化塔的結(jié)構示意圖。

【具體實施方式】
[0023]下面通過實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明，以下實施例是對本發(fā)明的解釋而本發(fā)明并不局限于以下實施例。
[0024]如圖1-2所示，一種脫硫醇堿液深度氧化和分離二硫化物的方法，包括以下步驟:
[0025]a、堿液氧化，將待再生堿液從堿液氧化塔1中上部注入，經(jīng)過液體分布器11，使得待再生堿液均勻分布在塔內(nèi)，空氣經(jīng)過空氣過濾器從堿液氧化塔1中下部進入，空氣經(jīng)過空氣分布器12產(chǎn)生直徑l-20mm氣泡并均勻分布于堿液中，使得堿液中的硫醇鈉在鈦箐鈷催化劑作用下與氧氣充分接觸，反應生成氫氧化鈉和二硫化物，氧化溫度為40-50°C ；
[0026]b、初步分離，由于氫氧化鈉和二硫化物極性不同且存在密度差，生成的液相二硫化物浮于堿液上層，通過親水性填料13，使得二硫化物從堿液中分離，進入靜置區(qū)，再用儲罐收集；反應后的尾氣從堿液氧化塔1頂部排出，注入柴油吸收罐4中；氧化后的堿液流向塔底，通過親油性填料14，去除堿液中乳化的二硫化物，再經(jīng)過抽提堿液泵7抽提至纖維膜抽提接觸器2中；
[0027]c、深度萃取，利用汽油或石腦油等溶劑油對殘留在氧化后的堿液中的微量二硫化物進行抽提萃取，溶劑油和堿液流量比值為4/1-1/1，纖維膜抽提接觸器2利用表面張力和重力場原理，使得油堿兩相在接觸器內(nèi)為非分布式液膜之間平面接觸，當油品和堿液順著金屬纖維向下流動時，由于附著力和表面張力的不同，堿液順著纖維絲流入抽提分離罐3底部，油品萃取二硫化物并在纖維絲末端自然分離；
[0028]d、油氣分離，步驟b中的尾氣從堿液氧化塔1頂部排出，注入柴油吸收罐4中，用柴油吸收尾氣中的微量二硫化物，柴油和二硫化物的極性相似，通過罐內(nèi)分配器分布后，溶解于柴油當中，對柴油無影響，經(jīng)過吸收的尾氣去焚燒或處理，消除了二硫化物對大氣的污染；
[0029]e、油堿分離，步驟c中的油品經(jīng)過抽提分離罐3中的親水性填料31進入混合器6與新鮮水混合，再進入汽油水洗罐5水洗,水洗后的含硫汽油從汽油水洗罐5頂部排出，水洗后的堿性污水從汽油水洗罐5底部排出；抽提分離罐3底部的再生堿液通過再生堿液泵8抽離并收集。
[0030]其中，在深度萃取過程中，利用纖維膜抽提接觸器接觸面積大、傳質(zhì)效率高的特點以及相似相容性原理，當油品和堿液分別順著金屬纖維向下流動時，因為表面張力不同，油堿兩相對金屬纖維的附著力就不同，堿液的附著力大于油相，堿液先在親水纖維絲表面延展形成一層極薄液膜，油相從已被堿液浸潤的纖維絲上同向流動，兩相之間的接觸是平面上接觸，在接觸過程中萃取二硫化物，這種形式的傳質(zhì)效率成數(shù)量級倍數(shù)增加，直徑為Imm的液滴延展形成4 μ m厚的液膜，傳質(zhì)效率提高990倍，另外，由于油品和堿液兩相的流動速度不同，將在纖維絲上形成不斷更新的薄膜，這樣便能保持較高的濃度差推動力，進一步提高二硫化物在液膜上的萃取速率，提高分離效率，當油堿兩相到達纖維絲末端時，由于附著力和表面張力的作用，堿液順著纖維絲流入抽提分離罐3底部，油品流動不受束縛，到達末端后自然分離，由于油堿兩相幾乎為層流流動，擾動非常小，兩相乳化夾帶輕微，有利于兩相快速分離且能保證無游離堿夾帶。
[0031 ] 一種脫硫醇堿液深度氧化和分離二硫化物的裝置，包括堿液氧化塔I，纖維膜抽提接觸器2，抽提分離罐3，柴油吸收罐4，汽油水洗罐5和混合器6，所述堿液氧化塔I的頂部與柴油吸收罐4相連，堿液氧化塔I的底部與纖維膜抽提接觸器2之間連有抽提堿液泵7，該纖維膜抽提接觸器2底部伸入抽提分離罐3并與抽提分離罐3相通，所述混合器6連在抽提分離罐3和汽油水洗罐5之間，所述汽油水洗罐5底部連有循環(huán)水洗泵9，所述抽提分離罐3底部連有再生堿液泵8，所述堿液氧化塔I中下部連有空氣過濾器，所述堿液氧化塔I中上部設有液體分布器11，該液體分布器11可以保證堿液在塔內(nèi)均勻分布，該液體分布器11的上方設有親水性填料13，該親水性填料13將二硫化物中夾帶的堿液液滴聚結(jié)，降低二硫化物中堿液含量，該親水性填料13右側(cè)設有隔板16并形成靜置區(qū)，所述堿液氧化塔I中下部設有空氣分布器12,該空氣分布器12使空氣產(chǎn)生微小氣泡浮于堿液中，使得氧氣和堿液充分接觸，提高氧化效率，氣泡直徑為1_20_，該空氣分布器12核心部分采用記憶合金或不銹鋼制造，可隨溫度變化發(fā)生形變，便于在堵塞情況下反沖洗，該空氣分布器12上設置有蒸汽或水反沖洗裝置，該空氣分布器12上方設有防漩渦擋板15，在氣量增大氣泡上升時，可以避免擾動和漩渦，所述堿液氧化塔I底部安裝有親油性填料14，可以聚結(jié)堿液中乳化的二硫化物，所述抽提分離罐3中設有親水性填料31，該親水性填料31將二硫化物中夾帶的堿液液滴聚結(jié)，降低二硫化物中堿液含量，所述液體分布器11為排管式分布器或環(huán)管式分布器，所述親油性填料為親油性塑膠、親油性樹脂或表面覆親油膜的不銹鋼金屬，所述親水性填料為經(jīng)過表面親水改性的不銹鋼絲或規(guī)整填料或塑料填料。
[0032]本發(fā)明采用液體分布器11和空氣分布器12使得堿液與氧氣充分接觸，提高氧化轉(zhuǎn)化速率，通過纖維膜抽提接觸器2深度萃取二硫化物，提高接觸面積，增加抽提深度，使得堿液中二硫化物含量降到200ppm以下，提高再生堿液的質(zhì)量，反應中的尾氣經(jīng)過柴油吸收罐4吸收、汽油水洗罐5水洗，減少二硫化物對大氣的污染，節(jié)能環(huán)保，本發(fā)明工藝簡單，裝置可控性好，操作穩(wěn)定。
[0033]最后應說明的是:以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的技術人員應當理解，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行同等替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術方案的精神與范圍。
【權利要求】
1.一種脫硫醇堿液深度氧化和分離二硫化物的方法，其特征在于，包括以下步驟: a、堿液氧化，將待再生堿液從堿液氧化塔(I)中上部注入，經(jīng)過液體分布器(11)，使得待再生堿液均勻分布在塔內(nèi)，空氣經(jīng)過空氣過濾器從堿液氧化塔(I)中下部進入，空氣經(jīng)過空氣分布器(12)產(chǎn)生直徑l-20mm氣泡并均勻分布于堿液中，使得堿液中的硫醇鈉在鈦箐鈷催化劑作用下與氧氣充分接觸，反應生成氫氧化鈉和二硫化物，氧化溫度為40-50°C ； b、初步分離，由于氫氧化鈉和二硫化物極性不同且存在密度差，生成的液相二硫化物浮于堿液上層，通過親水性填料(13)，使得二硫化物從堿液中分離，進入靜置區(qū)，再用儲罐收集；反應后的尾氣從堿液氧化塔(I)頂部排出，注入柴油吸收罐(4)中；氧化后的堿液流向塔底，通過親油性填料(14)，去除堿液中乳化的二硫化物，再經(jīng)過抽提堿液泵(7)抽提至纖維膜抽提接觸器(2)中； C、深度萃取，利用汽油或石腦油等溶劑油對殘留在氧化后的堿液中的微量二硫化物進行抽提萃取，溶劑油和堿液流量比值為4/1-1/1，纖維膜抽提接觸器(2)利用表面張力和重力場原理，使得油堿兩相在接觸器內(nèi)為非分布式液膜之間平面接觸，當油品和堿液順著金屬纖維向下流動時，由于附著力和表面張力的不同，堿液順著纖維絲流入抽提分離罐(3)底部，油品萃取二硫化物并在纖維絲末端自然分離； d、油氣分離，步驟b中的尾氣從堿液氧化塔(I)頂部排出，注入柴油吸收罐(4)中，用柴油吸收尾氣中的微量二硫化物，柴油和二硫化物的極性相似，通過罐內(nèi)分配器分布后，溶解于柴油當中，對柴油無影響，經(jīng)過吸收的尾氣去焚燒或處理，消除了二硫化物對大氣的污染； e、油堿分離，步驟c中的油品經(jīng)過抽提分離罐(3)中的親水性填料(31)進入混合器(6)與新鮮水混合,再進入汽油水洗罐(5)水洗,水洗后的含硫汽油從汽油水洗罐(5)頂部排出，水洗后的堿性污水從汽油水洗罐(5)底部排出；抽提分離罐(3)底部的再生堿液通過再生堿液泵(8)抽離并收集。
2.一種脫硫醇堿液深度氧化和分離二硫化物的裝置，其特征在于，包括堿液氧化塔(I)，纖維膜抽提接觸器(2)，抽提分離罐(3)，柴油吸收罐(4)，汽油水洗罐(5)和混合器(6)，所述堿液氧化塔⑴的頂部與柴油吸收罐⑷相連，堿液氧化塔⑴的底部與纖維膜抽提接觸器(2)之間連有抽提堿液泵(7)，該纖維膜抽提接觸器(2)底部伸入抽提分離罐(3)并與抽提分離罐(3)相通，所述混合器(6)連在抽提分離罐(3)和汽油水洗罐(5)之間，所述汽油水洗罐(5)底部連有循環(huán)水洗泵(9)，所述抽提分離罐(3)底部連有再生堿液泵(8)，所述堿液氧化塔(I)中下部連有空氣過濾器。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種脫硫醇堿液深度氧化和分離二硫化物的裝置，其特征在于，所述堿液氧化塔(I)中上部設有液體分布器(11)，該液體分布器(11)的上方設有親水性填料(13)，該親水性填料(13)右側(cè)設有隔板(16)并形成靜置區(qū)，所述堿液氧化塔(I)中下部設有空氣分布器(12)，該空氣分布器(12)上方設有防漩渦擋板(15)，所述堿液氧化塔(I)底部安裝有親油性填料(14)。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種脫硫醇堿液深度氧化和分離二硫化物的裝置，其特征在于，所述液體分布器(11)為排管式分布器或環(huán)管式分布器。
5.根據(jù)權利要求3所述的一種脫硫醇堿液深度氧化和分離二硫化物的裝置，其特征在于，所述空氣分布器(12)上設置有蒸汽或水反沖洗裝置。
6.根據(jù)權利要求3所述的一種脫硫醇堿液深度氧化和分離二硫化物的裝置，其特征在于，所述親油性填料為親油性塑膠、親油性樹脂或表面覆親油膜的不銹鋼金屬。
7.根據(jù)權利要求2所述的一種脫硫醇堿液深度氧化和分離二硫化物的裝置，其特征在于，所述抽提分離罐(3)中設有親水性填料(31)。
8.根據(jù)權利要求3或7所述的一種脫硫醇堿液深度氧化和分離二硫化物的裝置，其特征在于，所述親水性填料為經(jīng)過表面親水改性的不銹鋼絲或規(guī)整填料或塑料填料。
【文檔編號】C10G19/08GK104263403SQ201410454906
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月2日 優(yōu)先權日:2014年9月2日
【發(fā)明者】徐振華 申請人:徐振華