25万吨催化轻汽油抽提脱硫醇工艺Microsoft-Word-文档

25万吨/年催化轻汽油抽提脱硫醇工艺一、前提汇丰石化催化汽油实施轻重分割后，重馏分采用加氢降烯脱硫工艺；轻馏分采用河北精致科技公司的助溶法抽提脱硫醇技术，为此提出本工艺方案。二、助溶法抽提脱硫醇工艺特点在催化C4C8轻烃产品中随着馏分变重，其硫醇含量降低。轻重汽油中的硫醇特性符合这种规律：轻汽油中的硫醇含量高，绝大部分为易脱除的烷基硫醇，脱除难度不是很大。采用抽提脱硫醇工艺，既可以将硫醇脱合格又可以达到降低汽油中总硫的目的。助溶法抽提脱硫醇工艺设备简单，装置操作灵活，操作弹性大。三、助溶法抽提脱硫醇工艺原理：脱除硫醇的方法有抽提氧化法和混合氧化法（航煤有采用加氢的除外），但两者所依据的原理基本相同。都是利用硫醇的弱酸性和硫醇负离子易被氧化生成二硫化合物这两个特性。主要反应式如下：RSH + NaOH RSNa + H2O 2RSNa + 1/2 O2 + H2O RSSR + 2NaOH 首先由强碱（NaOH）与硫醇反应生成硫醇钠，硫醇钠溶于碱液中形成硫醇负离子，硫醇负离子在催化剂的作用下被空气氧化为二硫化物，二硫化物为油性，从碱相中脱出，并使NaOH得到再生。脱硫醇两步反应的进行，由三个主要因素控制。第一是硫醇与碱反应并被抽提到碱液中的能力，即通常说的碱液的抽提能力；第二是氧化催化剂的活性高低及催化剂的寿命长短；第三是碱液中溶解氧的浓度及其氧化活性的高低。针对上述三个主要控制因素，GL助溶法脱硫醇技术分别采取了相应的促进措施：措施1、提高抽提硫醇的能力。根据相似相溶的原理，利用分子结构与硫醇相近、而水溶性远大于硫醇的物质，来提高硫醇在碱液中的溶解度。纯碱液的抽提能力，一般是随着碱浓度的增加而增加的，而GL助溶工艺碱剂的抽提能力随碱浓度的变化几乎可忽略。操作可以在5%甚至更低的碱浓度条件下进行。这也是为什么轻汽油可以通过抽提脱硫醇的理论依据。措施2、提高催化活性，防止催化中毒。脱硫醇催化剂的溶解性很差，并且随着碱浓度的增高溶解度迅速下降，在20%的碱液中几乎不溶。而GL助溶剂解决了这个问题，并依据该原理我们研究生产出了液体催化剂，大大提高了催化活性。另外，脱硫醇过程中，油中的酚、羧酸与碱反应形成类似表面活性剂的物质，它们使溶液中的催化剂产生向油碱界面富集的倾向，使溶液的催化活性迅速下降，造成碱液使用寿命缩短，这就是催化剂的中毒。GL助溶剂不但增加了酞菁催化剂的溶解度，而且也增加了酚类和羧酸类的溶解性，从而推迟了它们在界面上形成饱和浓度的时间，防止了催化剂中毒，延长了碱液的使用寿命。工业数据显示，寿命一般可延长近一倍。措施3、通过高效再生催化剂、改善溶剂与氧化风混合接触效果和增注反抽提油等措施，强化再生效果。降低循环溶剂中硫醇的浓度来提高抽提硫醇的推动力，同时减少了溶剂对二硫化物的溶解，减少二硫化物随尾气排放的数量。四、工艺流程简图：（见附图）五、工艺流程及主要控制叙述：助溶法抽提脱硫醇工艺包括预碱洗、抽提脱硫醇、水洗和抽提剂再生四部分。1、预碱洗部分预碱洗是为了预先除去轻汽油中的H2S、酚和羧酸类物质，因为这些物质一方面与NaOH形成不可再生的化合物，另一方面还会造成脱硫醇催化剂的中毒。所以，预碱洗的目的主要是为了保护脱硫醇溶剂的活性和寿命。预碱洗采用10%碱液，定期间隔置换；控制预碱洗后腐蚀合格，作为换碱操作的参考凭据。预碱洗采用文氏管碱液自循环方式，剂油体积比设计范围0.250.5。为了增加碱洗效果，文氏管后增加静态混合器接触。轻汽油经文氏管M-01和静态混合器M-02，与自循环碱液充分混合进行碱洗。轻汽油携碱液进V-01罐进行油-剂分离后，轻汽油自V-01罐顶压至抽提工序，碱液自罐底供自循环使用。由于油-剂混合充分，所以在预碱洗沉降分离要充分，V-01罐油碱混合物停留时间不小于45分钟，以防止轻汽油将碱渣带到抽提段，影响抽提剂的抽提效果和使用周期。V-01设界位指示、就地压力表和玻璃板液位计；文氏管和静态混合器前后设就地压力表。油品预碱洗后设采样口，循环碱设采样口。合理控制轻汽油来量和温度。建议轻汽油分割装置的轻汽油储罐适当设计的大一点，分割装置轻汽油出装置的控制，同时作为抽提脱硫醇的进料控制。在减少投资和操作费用的同时，保证脱硫醇进料的平稳。2、抽提脱硫醇部分溶剂抽提脱硫醇采用两级抽提，每级均使用新鲜再生剂，单级剂油体积比设计范围为0.20.4。预碱洗后的轻汽油与抽提剂循环泵p-01/1.2来的一路抽提剂，经静态混合器M-03充分混合，完成一级抽提反应后，进分离罐V-02沉降分离；轻汽油自V-02顶压出，与循环泵p-01/1.2来的另一路抽提剂经静态混合器M-04充分混合，完成二级抽提反应，然后进分离罐V-03沉降分离。轻汽油中硫醇性硫被反应抽提到溶剂中，轻汽油实现精制合格。精制后的轻汽油自V-03顶经压控后去水洗部分；抽提剂自V-02、V-03底经界位控制压出合并后去再生部分。由于抽提过程采用强混合，所以V-02、V-03要有足够的沉降分离时间。设计剂油混合物停留时间要大于1小时，而且内部结构也很重要。循环剂设流量控制，V-02、V-03设界位控制、就地压力和界位指示，混合器前后设就地压力表。轻汽油出V-03管路上设压控，以确保循环剂能够自压回到再生部分。轻汽油出V-03管路上设采样口，采样分析脱硫醇效果，作为抽提操作调整的依据。循环剂管路上设采样口，采样分析循环剂碱浓度。3、水洗部分水洗是为了洗去油品中夹带的微量碱液，以保证产品出装置水溶性酸碱指标合格。由于甲方有成功的纤维膜水洗工业经验，纤维膜水洗效率高、设备尺寸相对较小，建议采用。相关设计条件由纤维膜厂家提供。水洗后设采样口，分析水溶性酸碱，作为水洗操作调整后的依据。4、抽提剂再生部分自V-02、V-03来的抽提剂与净化风、反抽提油（加氢轻柴油或重汽油），经静态混合器M-05混合后，进入再生塔T-01下部。经过塔内填料段进行再生反应。抽提剂溶解的硫醇钠被氧化成二硫化物，并溶解于反抽提柴油中。混合物自塔顶压出进三相分离罐V-04沉降分离。抽提剂用泵p-01/1.2循环使用；反抽提柴油越过隔板自罐底用泵p-02/1.2抽出去加氢；尾气自罐顶经压控、阻火器高空排放。净化风、反抽提油设流量控制和单向阀，混合器前后设压力表，塔顶设压力表，塔底设压力表和玻璃板放净液位显示，V-04设界位指示、压力指示和反抽提油液位控制。溶剂系统需保温、管线需伴热。轻汽油进料温度不得低于30，如冬季温度低，循环剂管路上要考虑设加热措施，以保证溶剂不低于25。根据脱硫醇效果，脱硫醇循环剂需定期置换。装置内设配剂罐，故障时也可作为系统溶剂的退剂罐。装置外需有原碱罐和碱渣接收罐。六、分析项目与频次：样品分析项目频次轻汽油进料硫醇硫或总硫1次/班轻汽油预碱洗后腐蚀1次/班轻汽油抽提后硫醇硫或总硫1次/班轻汽油水洗后水溶性酸碱1次/4小时轻汽油水洗后博士试验1次/4小时预碱洗碱液碱浓度2次/周循环剂碱液碱浓度2次/周7七、25万吨/年轻汽油抽提脱硫醇主要设备规格及操作参数表序号位号名称规格操作参数1F1轻汽油进料30t/h（45 m3/h），3040，0.650.7MPa(表)1V-01预碱洗沉降罐30008000 60m3油碱体积分配45/15，3040，0.600.65MPa(表)2V-02抽提一级沉降罐30008000 60 m3油剂体积分配45/15，3040，0.550.60MPa(表)3V-03抽提二级沉降罐30008000 60 m3油剂体积分配45/15，3040，0.500.55MPa(表)4V-04三相分离罐28008000 52 m33040。隔板左边循环剂停留时间50分钟、反抽提油停留时间120分钟，油剂体积分配10 m3/30 m3，隔板右侧反抽提油停留20分钟、容积2 m3，尾气控制0.160.2MPa(表)。5V-05水洗沉降分离罐纤维膜厂家提供6M-01文氏管设计计算碱油比0.250.5（v/v）7M-02预碱洗静态混合器SX-37.5/1501000碱油比0.250.5（v/v）8M-03抽提静态混合器SV-10/1501500剂烃比0.20.4（v/v）9M-04抽提静态混合器SV-10/1501500剂烃比0.20.4（v/v）10M-05再生油剂风混合器SV-7/1501500SV-5/1001500（首期）循环剂27 m3/h，净化风15Nm3/h，反抽提油5 m3/h，混合器前压力0.350.4MPa(表)，氧化风压0.5MPa(表)11P-01/1.2抽提剂循环泵H:75m H2O，Q35 m3/h循环剂理化性质按10%碱液考虑12P-02/1.2反抽提油出装置泵H:50m H2O，Q8 m3/h加氢轻柴油或重汽油，性质有甲方提供13T-01抽提剂再生塔1200 10m高不锈钢散堆填料，混合进料设分布器14V-06配剂罐65