烷基化產(chǎn)物脫硫脫酸的方法與裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于烷基化產(chǎn)物中攜帶的有機(jī)硫化合物和游離硫酸對(duì)后續(xù)設(shè)備的腐蝕的 領(lǐng)域，涉及一種從烷基化產(chǎn)物中去除有機(jī)硫化合物（如：硫酸酯）和游離硫酸的方法和裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)今世界的環(huán)境污染日益嚴(yán)重，環(huán)境保護(hù)受到普遍受到各國(guó)的重視。在國(guó)內(nèi)外，隨 著汽車擁有量的激增，汽車排放尾氣對(duì)空氣的污染日趨嚴(yán)重，各國(guó)的環(huán)保要求也日趨嚴(yán)格， 這對(duì)車用油的辛烷值和清潔度提出了更高的要求。烷基化油的高辛烷值、低含硫量等優(yōu)良 性能特點(diǎn)使得它日益受到各國(guó)重視。
[0003] 在石油加工工業(yè)中，烷基化是鏈烷烴、通常是異鏈烷烴與烯烴在強(qiáng)酸存在下制備 更高辛烷值的鏈烷烴，這是公知的方法。烷基化過程需要在強(qiáng)酸環(huán)境中進(jìn)行，一般以硫酸 為催化劑，硫酸常被攪拌處理成微細(xì)液滴或乳化液，這增加了沉降分離的難度，一次后續(xù)工 藝中必須對(duì)烷基化流出物進(jìn)行酸烴分離，否則這些強(qiáng)酸進(jìn)入后續(xù)工藝會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的嚴(yán)重腐 蝕。此外在烷基化反應(yīng)中，部分烯烴和硫酸反應(yīng)生成硫酸酯等含硫有機(jī)物，這些酯在酸性 或高溫條件下極不穩(wěn)定，若不加以脫除，將在下游的脫異丁烷塔分解放出SO2 (在高溫條件 下），遇到水分，則會(huì)嚴(yán)重腐蝕設(shè)備，并在脫異丁烷塔的重沸器結(jié)垢。所以，必須予以脫除。
[0004] 酸烴分離的方法有物理法、物理化學(xué)法和化學(xué)法等。中國(guó)專利申請(qǐng)CN102021016A 公開了一種用改性陶瓷膜組件來去除烷基化反應(yīng)產(chǎn)物中酸的方法，可實(shí)現(xiàn)油中含酸量低于 l〇〇mg/L，隨后再用堿水洗滌實(shí)現(xiàn)酸的脫除。中國(guó)專利申請(qǐng)CN1803739A公開了一種含有聚 并材料的除霧容器，通過濕潤(rùn)聚并材料吸附除去烷基化產(chǎn)物中的硫酸和硫酸酯。中國(guó)專利 申請(qǐng)CN1688524A公開了一種通過機(jī)械性的聚并器從烷基化產(chǎn)物中出去硫酸，然后在下一 級(jí)工藝中加入催化劑除去產(chǎn)物中的磺酸酯和磺酸鹽。
[0005] 然而，上述現(xiàn)有技術(shù)的方法并不能有效地解決烷基化產(chǎn)物中攜帶的有機(jī)硫化合物 和游離硫酸對(duì)后續(xù)設(shè)備的腐蝕問題。
[0006] 因此，本領(lǐng)域迫切需要開發(fā)出能夠有效地對(duì)烷基化產(chǎn)物中的硫酸與硫酸酯等物質(zhì) 進(jìn)行分離，使烷基化產(chǎn)物達(dá)到脫硫脫酸目的的方法與裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明提供了一種新穎的烷基化產(chǎn)物脫硫脫酸的方法與裝置，從而解決了現(xiàn)有技 術(shù)中存在的問題。
[0008] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，烷基化產(chǎn)物中攜帶的有機(jī)硫化合物和游離硫酸對(duì) 后續(xù)設(shè)備的腐蝕。
[0009] 一方面，本發(fā)明提供了一種烷基化產(chǎn)物脫硫脫酸的方法，該方法包括以下步驟：
[0010] (a)將液態(tài)的含有硫酸和硫酸酯的烷基化產(chǎn)物和新硫酸兩股物料以逆流或錯(cuò)流方 式送入酸洗分離罐內(nèi)酸洗、聚并分離；
[0011] (b)在酸洗分離罐下部的酸洗絲網(wǎng)填料中，硫酸酯和新硫酸充分接觸并相互溶解 萃取，同時(shí)發(fā)生聚并分離；溶于硫酸的硫酸酯和烷基化產(chǎn)物中超過50%的硫酸作為重相沉 降下來至酸洗分離罐底部，富集后送至酸洗沉降罐或者烷基化反應(yīng)器或者外排；
[0012] (c)作為輕相的烷基化產(chǎn)物進(jìn)入酸洗分離罐上部的分離絲網(wǎng)填料，其中，在分離 絲網(wǎng)填料上，作為輕相的烷基化產(chǎn)物中超過95%的硫酸被聚并分離，得到硫酸含量約為 0. 01%~1. 0%的烷基化產(chǎn)物；聚并分離后的硫酸沉降至酸洗分離罐底部；
[0013] (d)所得的硫酸含量約為0. 01 %~1. 0%的烷基化產(chǎn)物從酸洗分離罐頂部被送至 酸烴分離段進(jìn)行酸烴分離，其中，所述酸烴分離段為單級(jí)或多級(jí)酸烴分離裝置；
[0014] (e)在酸烴分離裝置中對(duì)所述硫酸含量約為0. 01 %~I. 0%的烷基化產(chǎn)物中所夾 帶的硫酸進(jìn)行粗分離和精細(xì)分離，得到硫酸含量低于10 mg / kg的烷基化產(chǎn)物；分離出來硫 酸富集后被送去酸洗沉降罐或者烷基化反應(yīng)器或者外排；以及
[0015] (f)所得的硫酸含量低于10 mg / kg的烷基化產(chǎn)物被送至吸附裝置中，以吸附剩余 的含量低于10 mg / kg的硫酸，得到除去了硫酸酯和硫酸的烷基化產(chǎn)物。
[0016] 在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述步驟（a)還包括：在將液態(tài)的含有硫酸和硫酸酯 的烷基化產(chǎn)物和新硫酸兩股物料以逆流或錯(cuò)流方式送入酸洗分離罐內(nèi)之前，在混合器內(nèi)使 其充分混合。
[0017] 在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，在步驟（d)中，所述酸烴分離段為兩級(jí)酸烴分離裝 置梯度布置，一級(jí)酸烴分離裝置粗分離得到的烷基化產(chǎn)物直接被送至二級(jí)酸烴分離裝置進(jìn) 行精細(xì)分離。
[0018] 在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，在步驟（f)中，所得的硫酸含量低于10 mg / kg的烷 基化產(chǎn)物被送至裝有交換吸附樹脂床的吸附裝置中，以吸附剩余的含量低于l〇mg/kg的硫 酸，使其硫酸濃度降到低于I mg / kg。
[0019] 另一方面，本發(fā)明提供了一種烷基化產(chǎn)物脫硫脫酸的裝置，該裝置包括：
[0020] 酸洗分離罐，用于對(duì)送入其中的液態(tài)的含有硫酸和硫酸酯的烷基化產(chǎn)物和新硫酸 兩股物料進(jìn)行酸洗、聚并分離；
[0021] 在酸洗分離罐下部的酸洗絲網(wǎng)填料，用于使得硫酸酯和新鮮硫酸充分接觸并相互 溶解萃取、同時(shí)發(fā)生聚并分離；
[0022] 在酸洗分離罐上部的分離絲網(wǎng)填料，用于使經(jīng)過酸洗絲網(wǎng)填料（2)后的烷基化產(chǎn) 物中超過95%的硫酸被聚并分離，得到硫酸含量約為0.01 %~1.0%的烷基化產(chǎn)物；
[0023] 與酸洗分離罐連接的酸烴分離段，其中，所述酸烴分離段為單級(jí)或多級(jí)酸烴分離 裝置，用于對(duì)所述硫酸含量約為〇. 01 %~1. 〇%的的烷基化產(chǎn)物中所夾帶的硫酸進(jìn)行粗分 離和精細(xì)分離，得到硫酸含量低于10 mg / kg的烷基化產(chǎn)物；
[0024] 與酸烴分離段連接的吸附裝置，用于吸附剩余的含量低于10 mg / kg的硫酸，得到 除去了硫酸酯和硫酸的烷基化產(chǎn)物。
[0025] 在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，該裝置還包括：與酸洗分離罐連接的混合器，用于在將 液態(tài)的含有硫酸和硫酸酯的烷基化產(chǎn)物和新硫酸兩股物料送入酸洗分離罐內(nèi)之前，使其充 分混合。
[0026] 在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述酸烴分離段為兩級(jí)酸烴分離裝置梯度布置，一 級(jí)酸烴分離裝置粗分離得到的烷基化產(chǎn)物直接被送至與其連接的二級(jí)酸烴分離裝置進(jìn)行 精細(xì)分離。
[0027] 在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述吸附裝置裝有交換吸附樹脂床，用于吸附剩余 的含量低于10 mg / kg的硫酸，使其硫酸濃度降到低于I mg / kg。
[0028] 在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述酸洗絲網(wǎng)填料的空隙率大于90%，絲網(wǎng)纖維直 徑為0. 3~4mm，厚度為100~300mm，由聚四氟乙稀和金屬纖維編織而成；所述分離絲網(wǎng)填 料的空隙率為80%~90%，絲網(wǎng)纖維直徑為0. 1~3mm，厚度為大于200mm，其前半段由聚 四氟乙烯和金屬纖維編織而成，后半段由聚丙烯和金屬纖維編織而成；并且，所述酸洗絲網(wǎng) 填料和分離絲網(wǎng)填料之間的最短距離為〇. 3~4D，且不少于500mm，其中D為酸洗分離器罐 的內(nèi)徑；混合液進(jìn)料口或新硫酸進(jìn)料口位于酸洗絲網(wǎng)填料和分離絲網(wǎng)填料之間空隙中部偏 上處；所述進(jìn)料口處設(shè)置防沖整流器，所述的防沖整流器選自多孔管、分支管、防沖擋板、斜 板和列式葉片中的一種。
[0029] 在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述一級(jí)酸烴分離裝置的內(nèi)部裝有兩段纖維膜床， 所述纖維膜床的孔隙率為80 %~90 %，纖維直徑小于200 μ m，厚度大于200mm ;其中，每段 纖維膜床的前半段由聚四氟乙烯纖維編織而成，后半段由選自金屬纖維、聚四氟乙烯纖維、 聚丙烯纖維和聚酯纖維中的一種或多種編織而成；所述二級(jí)酸烴分離裝置的內(nèi)部裝有兩段 經(jīng)過超親水或者超親油改性處理的納米纖維膜制成的纖維膜過濾濾芯，所述纖維膜的孔隙 率小于80 %，纖維直徑小于100 μ m，厚度大于50mm ;其中，所述納米纖維膜是由選自金屬纖 維、聚四氟乙烯纖維、聚丙烯纖維和聚酯纖維中的一種或多種經(jīng)改性后編織而成的；并且， 所述一級(jí)酸烴分離裝置內(nèi)部的纖維膜床之間以及二級(jí)酸烴分離裝置內(nèi)部的纖維膜過濾濾 芯之間的間隔最短距離為0. 1~0. 且不少于500mm ;-級(jí)酸烴分離裝置和二級(jí)酸烴分離 裝置后面沉降段的最短距離為〇. 3~2D'，且不少于1000mm，其中D'為一級(jí)酸烴分離裝置 和二級(jí)酸烴分離裝置的內(nèi)徑；所述一級(jí)酸烴分離裝置和二級(jí)酸烴分離裝置的內(nèi)部進(jìn)口處分 別有流體均布整流板和，所述流體均布整流板和為多孔均布的開孔厚板。
【附圖說明】
[0030] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的烷基化產(chǎn)物脫硫脫酸工藝流程示意圖。
[0031] 圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式的烷基化產(chǎn)物脫硫脫酸工藝流程示意圖。
[0032] 圖3是根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施方式的烷基化產(chǎn)物脫硫脫酸工藝流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033] 本申請(qǐng)的發(fā)明人經(jīng)過廣泛而深入的研宄后發(fā)現(xiàn)，針對(duì)烷基化產(chǎn)物中攜帶的有機(jī)硫 化合物和游離硫酸對(duì)后續(xù)設(shè)備的腐蝕問題，通過高效的機(jī)械性的酸洗分離罐除去了烷基化 產(chǎn)物中的硫酸酯等含硫有機(jī)物和大部分硫酸；并利用纖維膜分離技術(shù)，通過高效的單級(jí)酸 烴分離裝置或者多級(jí)酸烴分離裝置以除凈烷基化產(chǎn)物中的酸，使得這一過程不需要水洗和 堿洗也不需要加入任何催化劑，從而克服了水洗、堿洗和加催化劑等對(duì)下級(jí)工藝裝置的影 響問題，縮短了流程，減少了投資，節(jié)省了能耗?；谏鲜霭l(fā)現(xiàn)，本發(fā)明得以完成。
[0034] 本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思如下：
[0035] 纖維膜