烷基化废酸处理及有机相回收的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于烷基化废酸处理领域，涉及一种烷基化废硫酸处理及有机相回收利用的方法与装置。
【背景技术】
[0002]当前，我国的大气污染形势十分严峻，以可吸入颗粒物(PMlO)、细颗粒物(PM2.5)为特征污染物的区域性大气环境问题日益突出。2015年5月，国家发改委、财政部、环境保护部等七部门联合印发《加快成品油质量升级工作方案》，方案的主要目标确定了 2017年I月I日前在全国范围内执行国V标准的车用汽、柴油。汽柴油的全面提质工作已经刻不容缓，这就要求炼油企业加快升级改造步伐，提高清洁油品生产与供应能力，提前全面完成质量升级任务，履行炼油行业大气污染防治行动目标责任。烷基化工艺是利用异丁院与烯经的烷基化反应得到的烷基化油，其主要组成为CS异构烷烃，不含烯烃，芳烃和硫，具有高辛烷值和低蒸汽压的优点，在《加快成品油质量升级工作方案》中，建设烷基化装置是未来汽油提质的重点方向之一。
[0003]烷基化过程中厂常采用硫酸做催化剂，但在硫酸烷基化工艺生产过程中会产生大量含油的废硫酸溶液，该废硫酸是一种粘度较大的胶状液体，其色泽呈黑红色，性质不稳定，散发特殊性臭味，很难处理，如直接排放，将给生态环境带来严重污染。目前，工厂化的烷基化废硫酸处理有两种工艺，第一种是生产白炭黑和石油防腐剂工艺，该工艺的优点:一是对废酸处理较彻底、利用率高；而是工艺成熟，已在荆门炼油厂中型装置获得成功;三是除最初沉降分油所得稀硫酸为强腐蚀介质需用特殊材质设备外，其他供需的介质和操作条件均较缓和。该工艺的不足之处:一是产品白炭黑市场需求小，对于低处理量的烷基化装置还是可行的，但对于大规模的烷基化装置而言，生产大量的白炭黑尚待开发更大的市场需求;二是该工艺路线复杂，需要较多的设备，固体产品在设备、管道上易堵塞;三是原料硅酸钠不易得到；四是开发的石油防腐剂是一种新产品，有待开发销售市场;五是生产中产生的稀硫酸和废液如直接排放会污染环境，需要处理达标后才能排放。第二种是裂解制工业硫酸，该工艺技术成熟、所需燃料炼厂能方便提供，对废酸处理的较彻底。但废酸制工业硫酸工艺主要缺点是炼油厂没有硫酸处理装置，采用该工艺需增加配套硫酸生产装置，另该流程长，设备多，控制复杂，一次性投资加大;二是操作成本高，装置每年消耗大量燃料气及电力，能源消耗多，所需催化剂价格贵;三是环保压力大，此工艺路线烟囱排放的二氧化硫浓度约为760mg/Nm3，如满足二氧化硫污染物的排放浓度限值400mg/Nm3的规定要求，必须新建一套为期净化装置，如氨法脱硫、碱法脱硫等，这就更增加装置的总投资。
[0004]硫酸法烷基化过程中，20万吨/年的烷基化装置年排放废酸2万吨左右，而在这些废酸中含有10-30 %的有机物，有机物的主要单体是高分子烯烃、二烯烃、聚合物及烷基磺酸、硫酸酯等，以有机物5000元/吨左右的价格计，废酸中有机物的损失在1000万元/年到3000万元/年，损失较大。因此，烷基化废酸中的有机相具有较大的回收利用价值。常用的烷基化废酸中有机相回收方法可采用一般的沉降方式，即采用油酸两相的重力差异，使得油相分布在沉降罐上层，实现对其回收利用。但是此种方法较为简单，特别是在沉降罐下层废酸中，还会存在大量的油包水/水包油型乳化液，使得油酸分离变得更为困难，分离效率低，
效果差。
[0005]在当前及未来时间内，烷基化提质汽柴油将会成为我国炼油行业的重要方向，但烷基化废酸处理困难，其中的有机相也具有较大的回收利用价值，因此，本领域迫切需要开发出一种新方法、新装置来实现对烷基化废酸的有效处理以及有机相的回收利用。
【发明内容】
[0006]本发明提供了一种新颖的烷基化废酸处理及有机相回收的方法和装置，从而解决了现有技术中存在的问题。
[0007]一方面，本发明提供了一种烷基化废酸处理及有机相回收的方法，该方法包括以下步骤:
[0008]a.将硫酸烷基化产生的废酸进行沉降粗分处理；
[0009]b.将经沉降粗分处理的废酸进行机械破乳处理；
[0010]c.将经机械破乳处理后的废酸进行油酸两相分离，所得的油相返回烷基化系统，所得的废酸排入下游处理。
[0011]在一个优选的实施方式中，在所述步骤a中，使用重力沉降或丝网除沫进行沉降粗分处理，沉降时间为0-2小时。
[0012]在另一个优选的实施方式中，在所述步骤a中，所述废酸的酸浓度低于91%，废酸中的有机相含量为10-30 %。
[0013]在另一个优选的实施方式中，在所述步骤c中，所得的废酸排入下游进行焚烧处理。
[0014]另一方面，本发明提供了一种烷基化废酸处理及有机相回收的装置，该装置包括:
[0015]用于将硫酸烷基化产生的废酸进行沉降粗分处理的沉降罐，它包括一入口和一废酸出口；
[0016]与沉降罐连接的、用于将经沉降粗分处理的废酸进行机械破乳处理的泰勒破乳器，它包括一切向入口和一下部出口 ；以及
[0017]与泰勒破乳器连接的、用于将经机械破乳处理后的废酸进行油酸两相分离的纤维捕捉设备，它包括一入口、一轻相出口和一重相出口，该入口与泰勒破乳器的下部出口相连。
[0018]在一个优选的实施方式中，该装置还包括:烷基化系统，它包括入口和废酸出口；以及离心栗，它包括一废酸入口和一废酸出口，其中，所述沉降罐的入口与烷基化系统的废酸出口相连，所述沉降罐的废酸出口与离心栗的废酸入口相连，所述泰勒破乳器的切向入口与离心栗的废酸出口相连，所述纤维捕捉设备的轻相出口与烷基化系统的入口相连。
[0019]在另一个优选的实施方式中，所述泰勒破乳器为双筒结构，废酸经切向入口进入外筒，外筒静止，电机驱动内筒旋转;外筒长度为L1，内筒长度SL2，外筒直径为D1，内筒直径为 D2,其中 L1 = ID1NSD1 ,D2 = OAD1NO JDllL2 = 0.5U~0.SU;外筒内壁设有 0-5层挡板，挡板宽度为B，长度为Lo，高度为H，其中H= ILo?5Lo，Lo= IB?3B;外筒内壁每层设置的挡板为0_16个，在外筒内壁上对称均勾分布。
[0020]在另一个优选的实施方式中，所述泰勒破乳器的压力降为0_50KPa，入口流速为1-30m/s;当内筒高速旋转时，废酸会在内外筒之间形成泰勒涡流，利用液滴之间的剪切力与碰撞力实现破乳，使得有机相聚集长大。
[0021]在另一个优选的实施方式中，所述纤维捕捉设备由外壳和纤维捕捉层组成，其中，纤维捕捉层由细纤维编织而成，纤维的直径为10-200um。
[0022]在另一个优选的实施方式中，所述纤维捕捉层的材料为有机材料或金属材料，有机材料与金属材料可单独使用或混合编织使用;所述细纤维具有亲水或亲油性，当油酸两相通过时，亲油细纤维捕捉细有机相，使有机相聚集长大变成大油滴，加快油酸两相分离。
【附图说明】
[0023]图1是根据本发明的一个实施方式的烷基化废酸处理及有机相回收工艺流程图。
[0024]图2A是根据本发明的一个实施方式的泰勒破乳器的剖面示意图。
[0025]图2B是图2A中沿A-A线的结构的剖面示意图。
【具体实施方式】
[0026]本申请的发明人经过广泛而深入的研究，针对烷基化废酸难以处理以及废酸中的有机相具有回收利用价值这一状况，结合现有技术，通过沉降粗分，机械破乳，纤维捕捉，油酸分离等方式，有效地解决烷基化废酸乳化液难处理、有机相回收效