一种碳四深度脱甲醇与水的成套设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于微相分离领域，具体地，设及一种碳四深度脱甲醇与水的成套设备。
【背景技术】
[0002] 1998年国际卫生组织公布了一项报告，报告表明全球空气污染最严重的十大城市 中，我国占屯个，造成运种状况的主要原因是我国汽、柴油质量还不能适应我国国民经济发 展的需要。
[0003] 21世纪是环保世纪，人们对汽油组分的环保要求日益严格，对石油化工企业提出 了更高的要求。炼油企业必须采取有效措施，调整调和组合比例，逐步推广使用新配方汽 油，在新配方汽油中重整油、直馈油，特别是催化裂化油将大大下降，而烷基化油因其高辛 烧值越来越受到重视，根据总计表明，在欧美地区烷基化油在汽油中的调和比例较高，美国 为12.5%，欧洲为7%，而中国不到0.53%，中国的汽柴油中烷基化油市场很大，且由于天然 气作为民用燃料逐渐增加，民用液化石油气的需求不断下降，液化石油气与汽油的差价越 来越大，给烷基化装置提供了盈利空间。目前烷基化装置一般采用液体硫酸法烷基化工艺 和固体酸烷基化工艺，固体酸烷基化工艺方法因其环境友好型得到广泛关注，但固体酸烧 基化方法存在反应接触面积小，易堵塞等问题，一直处于研究开发阶段，目前应用较广的是 液体硫酸烷基化方法，但硫酸法工艺因其废酸的环保和安全性制约了烷基化装置的生产 力，因碳四中存在一些杂质，如甲醇、二甲酸、水等干扰烷基化反应，运些杂质被带入到反应 阶段，即会增加催化剂硫酸的消耗，造成大量废酸，也会影响产品的产率和质量。原料中带 入的水分会使硫酸浓度下降，从而使异下烧在酸中的溶解度下降，酸释放H+的活性降低，主 反应随之减弱，締控聚合反应相应增强，W致影响烷基化油的收率和质量，同时增加硫酸的 消耗和操作费用。另外，由于硫酸法烷基化装置的设备材质为碳钢，在浓硫酸作用下发生纯 化而不宜腐蚀，但原料中的水分带入硫酸后，含水量较多的硫酸则容易造成设备腐蚀。碳四 中的甲醇与二甲酸是耗酸的主要杂质，甲醇与硫酸可W发生化学反应，在硫酸法烷基化中 每千克二甲酸耗酸11. Ikg，每千克甲醇耗酸26.8kg，对碳四原料进行预处理一方面可W降 低生产中的能耗，也可W提高产品的质量，最为重要的是可W大幅度降低废酸处理量，极大 的提高烷基化的盈利能力。
[0004] 传统上，对二甲酸、甲醇、水等杂质的处理方法不尽相同，对于二甲酸主要采用气 体分馈方法将二甲酸从碳四中脱除出来。对甲醇主要采用水洗法进行脱除，由于甲醇可W 与水任意比例互溶，因此通常采用水作为萃取剂将碳四中萃取脱除碳四原料中的甲醇。若 碳四中甲醇含量较高，一般可增加一个甲醇回收塔，回收的甲醇从塔顶抽出作为副产物，回 收的萃取水送回甲醇水洗塔循环使用。在烷基化装置中，主要的干燥工艺有3A分子筛的干 燥器脱水工艺和聚结器脱水工艺，3A分子筛干燥器脱水工艺是烷基化装置中传统的干燥方 式，但分子筛干燥器脱水工艺存在分子筛寿命短、运行成本高、再生周期短等问题，故近年 来，聚结器脱水工艺在烷基化装置中应用范围越来越大，聚结器脱水工艺方法的优点是设 备投资小、占地面积小、流程简单，是最具有发展前景的干燥工艺。
[0005] 对甲醇进行脱除，一般都是W水为萃取剂将甲醇由碳四中转移到水中，再利用水 与碳四的两相密度差进行分离，故在甲醇脱除与萃取剂水的夹带是一个矛盾的问题。
[0006] 对传统萃取塔进行结构改进是大多数炼厂中工程师易采用的方法，如中国发明专 利CN 204619687U公布了一种改进型水洗塔，水洗塔通过增加水洗水自循环管线，W部分水 洗水替代部分去离子水。本发明使得部分水洗水得到重新利用，减少了去离子水的用量，虽 可W降低水洗塔运行成本，并没有针对脱除原理提出改进，没有改变水洗塔逆流萃取效果 差、单一重力沉降分离效果差的现象，没有改变甲醇的脱除效果差的局面，W及后续萃取水 的夹带所造成的不必要的损失。
[0007] 中国发明专利CN 104225955A公布了一种萃取塔及酸后碳四脱甲醇工艺，对萃取 塔内的结构进行改进，提高了碳四中萃取塔中停留时间，提高了甲醇萃取效果，但并未提升 萃取塔的分离效果。
[0008] 因分子筛在干燥工艺中的良好应用，近年来对分子筛在甲醇吸附中的应用研究也 是研究人员的热点，但目前尚处于实验室研究中，一方面分子筛吸附使用于265ppmW下范 围的甲醇或水的吸附脱除，但在工业装置中，碳四原料中所含的甲醇含量最低为200~ SOOppm,但含量波动范围很大，最高时可至SOOOppm,因而分子筛在适用范围上就不适用于 工业中脱除甲醇，另一方面分子筛吸附剂成本很高，分子筛再生成本高、再生周期短一直是 工业中干燥工艺的急需解决的难题。因而采用分子筛直接脱除甲醇和水，不仅存在技术的 困难，在工业应用中也存在重重困难。
[0009] 聚结脱水方法因其环境友好型、成本低廉、运行几乎零成本的优点受到广泛关注， 尤其是W亲疏水性高分子纳米材料为填充材料的纤维聚结脱水研究更是研究热点，如中国 发明专利化201410210965.3公布了一种油品深度脱水的方法及装置，采用亲疏水性高分 子纳米纤维对微量水实现深度脱除，显示了油水两相分离中纤维聚结分离的巨大应用前 景。
[0010] 中国发明专利CN 105016949 A公布了一种碳四深度脱甲醇的方法及装置，提出了 一种替代目前水洗塔萃取不完全、分离精度不够的方法，依托微旋流萃取技术与高效模块 化聚结分离技术开发出一种碳四深度脱甲醇的技术，实现了碳四中甲醇深度脱除，但在脱 除甲醇的过程中必须注入适量的水实现充分萃取，对于高含量甲醇的碳四采用多级装置串 联的方式来实现甲醇含量由高向低的降低，为了实现每级装置的充分萃取，串联式的装置 在每级都需要注水，运一方面造成了水资源的浪费，另一方面由于每级注水，使得后续中的 碳四原料夹带的水含量明显增加，造成后续烷基化反应中一些不必要的酸耗量。
[0011] 在当前碳四原料脱除甲醇中，急需要一种实现甲醇与萃取剂水的深度分离、低能 耗、运行成本低的成套设备。
【发明内容】
[0012] 为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种碳四碳四深度脱甲醇与水的成 套设备，充分发挥了并联式萃取与串联式聚结分离的优势，实现甲醇的深度萃取迁移W及 深度分离的过程，高效、快速的脱除碳四中的甲醇，同时降低脱后碳四中微量水的含量，W 防微量水夹带至烷基化反应中，造成不必要的损失，满足后续碳四深加工的要求。
[0013] 本发明的具体技术方案如下：
[0014] -种碳四深度脱甲醇与水的成套设备，按照流体流向，所述成套设备依次包括微 相分散器、并联的微旋流萃取管组、流体分布器、串联的聚结分离器；
[0015] 所述微相分散器设置在所述成套设备的底部，距所述成套设备的罐体中屯、线1000 ~1600mm;
[0016] 所述微旋流萃取管组的进口和出口分别由上管板和下管板连接，上下管板之间形 成密闭空间，所述密闭空间内是流体通道；
[0017] 所述流体分布器与所述微旋流萃取管组的出口通过管道连接，管道中流速为0.4 ~1.Om/s;
[0018] 所述聚结分离器采用串联式方式布置，对已完成萃取过程的碳四进行分级脱除甲 醇，罐体内流速为0.088~0.012m/s。
[0019] 所述微相分散器将碳四、甲醇与水破碎为粒径10~15皿的小液滴并实现管道内均 匀分布;所述微旋流萃取管组使混合微小液滴充分接触，将甲醇萃取转移至水中；所述流体 分布器使所述成套设备内的流体流动均匀;所述聚结分离器对碳四与甲醇水溶液进行深度 分离。
[0020] 所述的成套设备还具有配件，所述配件包括界位计、水包。
[0021] 所述微相分散器中流速为0.5~0.8m/s;
[0022] 所述微旋流萃取管组的进口流速为2~4m/s;单根微旋流