一种碳四馏分分子筛脱水的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及在不存在氢的情况下用固体吸附精制烃油，特别涉及一种碳四馏分分 子筛脱水的方法。
【背景技术】
[0002] 目前石油化工或煤化工企业中，由于上游装置工艺的因素，如MTBE装置中采用水 萃取甲醇分离出碳四馏分，使得碳四馏分带水，经聚结器脱水后，碳四馏分含水量为300~ 500 μ g/g。碳四馏分作为下游装置原料时，对其含水量有比较高的要求，如作为烷基化装置 或烯烃聚合装置的原料，水含量要求小于5 μ g/g，因此碳四馏分的水含量过高会影响下游 装置运行或产品质量，因此碳四馏分进下游装置前需脱水处理。
[0003] 分子筛是一种硅铝酸盐，主要由硅铝通过氧桥连接组成空旷的骨架结构，在结构 中有很多孔径均匀的孔道和排列整齐、内表面积很大的空穴。此外还有含电价较低而离子 半径较大的金属离子和化合态的水。由于水分子在加热后连续地失去，但晶体骨架结构不 变，形成了许多大小相同的空腔，空腔又有许多直径相同的微孔相连，比孔道直径小的物质 分子吸附在空腔内部，而把比孔道大的分子排斥在外，从而使不同大小形状的分子分开，起 到筛分分子的作用，因而称作分子筛。
[0004] 为了取得好的操作性能和尽可能长的寿命，分子筛吸附饱和后必须再生。工业上 一般是用经预热的再生气加热至200~315°C吹扫分子筛，并带走脱附下来的吸附质。
[0005] 根据碳四馏分中各组分的分子结构和极性与水分子的差异，可以使用3A或4A分 子筛对碳四馏分脱水。
[0006] 分子筛用于轻烃类组分脱水，特别是天然气脱水已是公知的技术，分子筛烃类液 相脱水如丙烯、丁烯等纯组分应用较为普遍，分子筛脱水带来物料损耗以及分子筛再生环 节的能耗，受到关注较少。
[0007] 当分子筛塔中的分子筛吸水饱和后，多数液相物料排入轻污油系统或烃类放空系 统，没有独立的回收设施。
[0008] 轻烃类组分液相分子筛脱水，再生介质多使用惰性气体如氮气，氮气的消耗占液 相分子筛脱水单元能耗70%以上，大量的再生气排入工厂烃类放空系统也会对工厂产生不 利影响。
[0009] 《现代化工》，2003, 23 (12)，38-40,应用C4+混合轻烃液相脱水技术对天然气处理装 置进行工艺改造，采用3台内装填有4A分子筛的吸附塔，两台串联，1台备用进行脱水，脱后 C4+混合轻烃含水量小于10 X 10 6质量含量，该文的背景为天然气企业，采用干气对4A分子 筛进行再生，但对于石油化工企业，适用性不强。
【发明内容】
[0010] 本发明的目的是提供一种碳四馏分分子筛脱水的方法，克服现有技术的缺陷，利 用3A和4A分子筛，通过泄压回收、再生气循环对含水量为300~500 μ g/g的碳四馏分进 行分子筛脱水，脱水后碳四馏分含水量小于5 μ g/g，在保证碳四馏分脱水指标的前提下，实 现碳四馏分分子筛脱水物耗和能耗优化。
[0011] -种碳四馏分分子筛脱水的方法，包括：
[0012] 1)吸附：原料依次进入分子筛脱水塔1和分子筛脱水塔2进行分子筛脱水，脱水 后的碳四馏分作为产品出装置，分子筛脱水塔1出口的物流含水量大于5 μ g/g时，切出分 子筛脱水塔1，进入步骤2)，原料依次进入分子筛脱水塔2和分子筛脱水塔3进行分子筛 脱水，当分子筛脱水塔2出口的物流含水量大于5 μ g/g时，切出分子筛脱水塔2,进入步骤 2)，原料依次进入分子筛脱水塔3和分子筛脱水塔1进行分子筛脱水，当分子筛脱水塔3出 口的物流含水量大于5 μ g/g时，切出分子筛脱水塔3,进入步骤2);
[0013] 2)卸压回收：步骤1)切出的分子筛脱水塔1、2或者3打开分子筛脱水塔底的排 放泄压阀和分子筛脱水塔1、2或者3顶的泄压平衡阀，将分子筛脱水塔内的原料排至泄压 回收罐8,分子筛脱水塔与泄压回收罐8压力平衡时，关闭排放泄压阀和泄压平衡阀，开启 放空阀，分子筛脱水塔压力与放空系统压力平衡时，泄压完成，分子筛脱水塔进入步骤3)， 泄压回收罐中的原料经泵9与原料14混合；
[0014] 3)再生：开启再生气加热器4、再生气换热器12、再生气空冷器5、再生气分水器 6、和再生气风机7,逐步将再生气加热至200~250°C，引入来自步骤2)泄压后的分子筛脱 水塔1、2或者3,再生气温度200~250°C，维持8~36小时后，逐步降温，关闭再生气加热 器4,切换成冷吹，启动再生气风机7,再生气风机7出口再生气经再生冷却器10和再生气 脱水塔11，进入分子筛脱水塔1、2或者3降至40~45°C，关闭再生气风机7,分子筛脱水塔 1、2或者3再生结束，重复步骤1)。
[0015] 所述分子筛塔脱水塔为3A和4A分级装填，在分子筛脱水塔下部装填4A分子 筛，上部装填3A分子筛，原料中丙烷和碳四烯烃含量> 50质量％时，3A与4A比例为4~ 6 : 4~6;原料中丙烷和碳四烯烃含量30~50质量％时，3A与4A比例为3~4 : 6~ 7;原料中丙烷和碳四烯烃含量彡30质量％时，3A与4A比例为0~3 : 7~10。
[0016] 所述的泄压回收，当分子筛脱水塔吸水饱和切出后，打开泄压阀16和泄压平衡阀 17,将分子筛脱水塔内的原料排至泄压回收罐8中，当分子筛脱水塔1、2或3与泄压回收罐 8压力平衡时，泄压阀16和泄压平衡阀17,回收罐8中的原料经泵9与原料14混合。
[0017] 所述的再生步骤，再生气温度200~250°C，维持10~30小时后，逐步降温，关闭 再生气加热器4,切换成冷吹，启动再生气风机7,再生气风机7出口再生气经再生冷却器10 和再生气脱水塔11，进入分子筛脱水塔1、2或者3降至40~45°C，关闭再生气风机7。
[0018] 本发明一种碳四馏分分子筛脱水的方法，采用三个分子筛脱水塔吸附-再生，在 正常操作为两台串联，一台备用，在分子筛脱水塔出口设置在线微量水分析仪，当检测到分 子筛脱水塔出口物流的水含量大于5 μ g/g时，切出该分子筛脱水塔，原来串联操作的第二 台分子筛脱水塔切至第一台分子筛脱水塔原备用分子筛脱水塔切换至第二台分子筛脱水 塔。
[0019] 切出的分子筛脱水塔进入泄压回收和再生程序，打开分子筛脱水塔底的泄压阀和 分子筛脱水塔顶的泄压平衡阀，将碳四馏分泄压排至泄压回收罐8,当分子筛脱水塔与泄 压回收罐压力平衡时，关闭泄压阀和泄压平衡阀，再开启放空阀，油气经放空线排至放空系 统，当分子筛脱水塔压力降至接近放空系统压力时，泄压完成。
[0020] 泄压完成后，引入再生气，开启再生气加热器和再生气换热器、再生气空冷器、再 生气分水器、再生气风机等，实现再生气循环，将再生气逐步加热至200~250°C，电加热器 出口温度保持200~250°C，8~36小时后，按一定的降温速率，停再生气加热器后，再生气 切至冷吹流程，再生气风机出口再生气经再生冷却器和再生气脱水塔后，对分子筛脱水塔 冷吹，冷吹至分子筛脱水塔降至40~45°C，停再生气风机，分子筛脱水塔切出再生气循环 流程。
[0021] 分子筛再生完成后。经分子筛塔底充液截止阀充液，慢慢开启充液截止阀，将分子 筛塔充液至操作压力，关闭截止阀。分子筛塔至备用状态。整个再生程序完成。
[0022] 与现有技术本发明一种碳四馏分分子筛脱水的方法具有以下效果：
[0023] I) 3A分子筛和4A分子筛在碳四馏分分子筛脱水塔中分级装填，提高脱水效率的 同时保证分子筛的脱水效果；
[0024] 2)设置独立泄压回收设施，提高碳四馏分收率，大幅降低物料损耗，物料损耗率小 于0. 01%质量百分比，有利于降低液相分子筛脱水单元的运行成本；
[0025] 3)设置再生气循环流程，一方面大幅降低氮气的消耗，有利于工厂的生产安全，同 时避免大量惰性气体排入放空系统，另一方面降低了分子筛脱水单元的能耗。
【附图说明】
[0026] 图1 :本发明一种碳四馏分分子筛脱水的方法流程示意图。
[0027] 其中：
[0028] 1.分子筛脱水塔，2.分子筛脱水塔，3.分子筛脱水塔，4.再生