催化液化气深度脱硫的组合装置的制作方法

本发明涉及石油化工领域，特别是涉及催化液化气深度脱硫的组合装置。

背景技术：

在石油炼制过程中，随着汽油国v质量升级的实施，以催化液化气为原料，生产高辛烷值汽油添加剂mtbe（甲基叔丁基醚），要求液化气中硫含量低于10mg/kg。催化液化气中通常含有硫化氢、羰基硫和硫醇等硫化物，其中以硫化氢和c3以下的低分子硫醇为主。若能有效脱除催化液化气中的硫化氢和硫醇，液化气中的硫含量可下降到10mg/kg以下，能满足下游mtbe的生产。

针对液化气中的硫化氢和硫醇，传统的液化气脱硫是采用美国uop公司开发的merox抽提-氧化脱硫技术：液化气经过氢氧化钠溶液洗涤，其中的硫化氢转化为硫化钠，碱洗碱液失效后作为碱渣排放；经过碱液预碱洗脱除硫化氢后的液化气，在脱硫醇抽提塔中与溶解了磺化酞菁钴催化剂的氢氧化钠碱液逆流接触，液化气中的硫醇与氢氧化钠反应生成硫醇钠溶于碱液中，液化气中硫醇得以脱除；脱硫醇后的液化气经水洗、砂滤处理脱除大部分碱液和游离水即得精制液化气；含有硫醇钠的催化剂碱液进入氧化再生塔，在催化剂和空气的作用下，硫醇钠被氧化成二硫化物，通过沉降分离出二硫化物，实现催化剂碱液的再生，再生后的催化剂碱液循环使用。该工艺的主要问题是：（1）预碱洗中碱液消耗量大，碱渣排放量大，造成后续的固废处理困难；（2）脱硫醇效果不稳定，液化气中容易夹带碱。

近年来，液化气脱硫化氢和硫醇技术取得了较大进步。

醇胺法脱硫化氢技术是以mdea（醇胺）溶剂为吸收剂，在吸收塔内，被处理介质以逆流方法与溶剂接触，含硫原料中的硫化氢与溶剂反应转入溶剂相中，含硫溶剂在再生塔内用蒸汽汽提出酸气后再生，再生后的溶剂冷却后重新打入吸收塔顶部循环使用。醇胺法脱硫化氢技术因为溶剂可以再生，无固废产生，且脱硫选择性较好，在液化气脱硫化氢方面得到了广泛应用。但是，醇胺法脱硫化氢技术也因为mdea溶剂在运行时间较长后容易发泡，引起装置波动，影响脱硫化氢的效果。《化工技术与开发》第43卷第4期第66页中介绍了液态烃脱硫用胺液容易发泡的现象。

纤维膜碱洗脱硫醇技术用纤维液膜反应器代替传统的用氢氧化钠碱液抽提脱硫醇的静态混合器和填料塔。由于碱液液膜比碱液液滴直径更小，传质效率提高了50倍左右，大幅度提高了硫醇的脱除效率。但是，纤维膜脱硫醇技术容易在使用过程中造成杂质堵塞，压降升高，影响装置的长周期运行。《齐鲁石油化工》2010年第38期第78页中，介绍了纤维膜脱硫醇技术容易堵塞，引起压降升高的现象。

《科技信息》2010年第35期中第44页介绍了传统的预碱洗-merox抽提氧化脱硫醇装置改造为醇胺法脱硫化氢和纤维膜碱洗脱硫醇组合装置的基本情况，改造后碱液消耗量下降，脱硫效率提高。但是，改造后的醇胺法脱硫化氢和纤维膜碱洗脱硫醇组合装置仍然存在mdea易发泡、纤维膜易堵塞等影响脱硫效果和长期运行等问题。

技术实现要素：

基于此，有必要针对改造后的醇胺法脱硫化氢和纤维膜碱洗脱硫醇组合装置仍然存在mdea易发泡、纤维膜易堵塞等影响脱硫效果和长期运行的问题，提供一种能适应多种异常情况，提高抗事故干扰能力，实现长周期运行目的催化液化气深度脱硫的组合装置。

一种催化液化气深度脱硫的组合装置，包括脱硫化氢单元、备用单元、脱硫醇单元、若干管线和若干阀门，所述脱硫化氢单元用于脱除催化液化气中的硫化氢，所述脱硫醇单元用于脱除催化液化气中的硫醇，所述备用单元用于脱除催化液化气中的硫化氢或硫醇，所述若干管线和若干阀门配合使用，使所述脱硫化氢单元、备用单元和脱硫醇单元中的至少两个单元相互连通，用于脱除催化液化气中的硫化氢和硫醇。

在其中一个实施例中，所述若干管线包括与所述脱硫化氢单元并联的第一跨线、与所述备用单元并联的第二跨线和与所述脱硫醇单元并联的第三跨线；

所述若干阀门使所述脱硫化氢单元、备用单元与脱硫醇单元连通；或

所述若干阀门使所述第一跨线、备用单元与脱硫醇单元连通；或

所述若干阀门使所述脱硫化氢单元、第二跨线与脱硫醇单元连通；或

所述若干阀门使所述脱硫化氢单元、备用单元与第三跨线连通。

在其中一个实施例中，所述备用单元包括备用单元进料管线、填料塔、备用单元出料管线、循环泵、碱液流程和催化剂碱液流程；

所述备用单元进料管线与所述填料塔的一侧连通，所述备用单元出料管线与所述填料塔的顶部连通，所述碱液流程通过所述循环泵与所述填料塔连通，用于脱除催化液化气中的硫化氢，所述催化剂碱液流程通过所述循环泵与所述填料塔连通，用于脱除催化液化气中的硫醇，所述第二跨线的一端与所述备用单元进料管线连通，另一端与所述备用单元出料管线连通。

在其中一个实施例中，所述碱液流程包括循环碱液管线和新鲜碱液管线，所述循环碱液管线的一端与所述填料塔靠近底部的一侧连通，另一端通过所述循环泵与所述填料塔靠近顶部的一侧连通，所述新鲜碱液管线与所述循环碱液管线靠近填料塔顶部的一端连通；

所述催化剂碱液流程包括第一催化剂碱液管线和第二催化剂碱液管线，所述第一催化剂碱液管线通过所述循环泵与填料塔靠近顶部的一侧连通，所述第二催化剂碱液管线与所述填料塔靠近底部的一侧连通。

在其中一个实施例中，所述第一催化剂碱液管线靠近所述填料塔顶部的一端与所述循环碱液管线靠近填料塔顶部的一端共用管线；

所述第二催化剂碱液管线靠近所述填料塔底部的一端与所述循环碱液管线靠近填料塔底部的一端共用管线。

在其中一个实施例中，所述脱硫化氢单元包括依次连通的抽提塔和胺液凝结器、分别与所述抽提塔连通的贫胺液管线和脱硫化氢单元进料管线以及与所述胺液凝结器连通的脱硫化氢单元出料管线，所述第一跨线的一端与所述脱硫化氢单元进料管线连通，另一端与所述脱硫化氢单元出料管线连通。

在其中一个实施例中，所述脱硫化氢单元还包括胺液再生管线，所述胺液再生管线与所述抽提塔靠近底部的一侧连通，用于将抽提塔的塔底液输送至胺液再生装置再生得到贫胺液，所述贫胺液通过所述贫胺液管线循环利用。

在其中一个实施例中，所述脱硫醇单元包括脱硫醇反应器、设置在所述脱硫醇反应器底部的碱洗沉降分离罐、分别与所述脱硫醇反应器连通的脱硫醇单元进料管线和催化剂碱液管线以及与所述碱洗沉降分离罐连通的脱硫醇单元出料管线，所述第三跨线的一端与所述脱硫醇单元进料管线连通，另一端与所述脱硫醇单元出料管线连通。

在其中一个实施例中，所述第一催化剂碱液管线的一端与所述碱洗沉降分离罐连通，另一端通过所述循环泵与所述填料塔靠近顶部的一侧连通。

在其中一个实施例中，所述备用单元还包括催化剂碱液再生管线，所述催化剂碱液再生管线与所述第二催化剂碱液管线连通，用于将所述填料塔的塔底液输送至碱液再生装置再生得到催化剂碱液，所述催化剂碱液通过所述催化剂碱液管线循环利用。

上述催化液化气深度脱硫的组合装置，根据工况变化，利用若干管线和若干阀门，使脱硫化氢单元、备用单元和脱硫醇单元中的至少两个单元连通，以脱除催化液化气中的硫化氢和硫醇，能适应多种异常情况，提高抗事故干扰能力，实现长周期运行。

附图说明

图1为一实施方式的催化液化气深度脱硫的组合装置的结构示意图。

图2为图1中催化液化气深度脱硫的组合装置的详细结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“设置”在另一个元件，它可以是直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是与另一个元件“连通”，它可以是直接连通到另一个元件，或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

请参阅图1~2，一种催化液化气深度脱硫的组合装置，包括脱硫化氢单元10、备用单元20、脱硫醇单元30、若干管线和若干阀门。

其中，脱硫化氢单元10用于脱除催化液化气中的硫化氢。脱硫醇单元30用于脱除催化液化气中的硫醇。备用单元20用于脱除催化液化气中的硫化氢或硫醇。

上述若干管线和若干阀门配合使用，使上述脱硫化氢单元10、备用单元20和脱硫醇单元30中的至少两个单元相互连通，用于脱除催化液化气中的硫化氢和硫醇。

在本实施方式中，上述若干管线包括与脱硫化氢单元10并联的第一跨线100、与备用单元20并联的第二跨线200和与脱硫醇单元30并联的第三跨线300。

其中，上述若干阀门用于使脱硫化氢单元10、备用单元20与脱硫醇单元30连通。

或者，上述若干阀门用于使第一跨线100、备用单元20与脱硫醇单元30连通。

或者，上述若干阀门用于使脱硫化氢单元10、第二跨线200与脱硫醇单元30连通。

或者，上述若干阀门用于使脱硫化氢单元10、备用单元20与第三跨线300连通。

具体情况分为以下几种：

正常工况下，催化液化气经脱硫化氢单元10脱除硫化氢后，走第二跨线200，再经脱硫醇单元30脱除硫醇，此时，上述若干阀门用于使脱硫化氢单元10、第二跨线200与脱硫醇单元30连通。

当催化液化气中硫化氢含量较高时，催化液化气可先经脱硫化氢单元10初步脱除硫化氢，再经备用单元20进一步脱除硫化氢，最后经脱硫醇单元30脱除硫醇，此时，上述若干阀门用于使脱硫化氢单元10、备用单元20与脱硫醇单元30连通。

当脱硫化氢单元10出现异常情况时，催化液化气直接通过第一跨线100进入备用单元20脱除硫化氢，再经脱硫醇单元脱除硫醇，此时，上述若干阀门用于使第一跨线100、备用单元20与脱硫醇单元30连通。

当催化液化气中硫醇含量较高时，催化液化气先经脱硫化氢单元10脱除硫化氢，再经备用单元20初步脱除硫醇，最后进入脱硫醇单元进一步脱除硫醇，此时，上述若干阀门用于使脱硫化氢单元10、备用单元20与脱硫醇单元30连通。

当脱硫醇单元30出现异常情况时，催化液化气先经脱硫化氢单元10脱除硫化氢，再经备用单元20脱除硫醇，最后从第三跨线300排出，此时，上述若干阀门用于使脱硫化氢单元10、备用单元20与第三跨线300连通。

在本实施方式中，脱硫化氢单元10包括抽提塔12、胺液凝结器14、贫胺液管线110、脱硫化氢单元进料管线120和脱硫化氢单元出料管线130。

其中，抽提塔12和胺液凝结器14依次连通。贫胺液管线110和脱硫化氢单元进料管线120分别与抽提塔12连通。脱硫化氢单元出料管线130与胺液凝结器14连通。

具体的，第一跨线100的一端与脱硫化氢单元进料管线120连通，另一端与脱硫化氢单元出料管线130连通。

催化液化气通过脱硫化氢单元进料管线120进入抽提塔12，与从贫胺液管线110进入抽提塔12的贫胺液反应，脱除其中的硫化氢，脱除硫化氢的气体从抽提塔12塔顶出来，经胺液凝结器14将气体中夹带的胺液脱除。

在本实施方式中，上述脱硫化氢单元10还包括胺液再生管线140，用于将抽提塔12的塔底液（即吸收了硫化氢的富胺液）输送至胺液再生装置（图未示）再生，得到贫胺液，贫胺液继续通过贫胺液管线110循环利用。

在本实施方式中，脱硫化氢单元主要是在抽提塔12内利用mdea（醇胺）溶剂作吸收剂脱除催化液化气中的硫化氢，吸收硫化氢的富胺液经胺液再生装置再生后循环使用。

可以理解，脱硫化氢单元10不限于以上所描述的结构，只要能将催化液化气的硫化氢脱除即可。

备用单元20包括填料塔22、循环泵24、备用单元进料管线210、备用单元出料管线220、碱液流程和催化剂碱液流程。

其中，备用单元进料管线210与填料塔22的一侧连通。备用单元出料管线220与填料塔22的顶部连通。

碱液流程通过循环泵24与填料塔22连通，用于脱除催化液化气中的硫化氢。

具体的，碱液流程包括循环碱液管线230和新鲜碱液管线240。

其中，循环碱液管线230的一端与填料塔22靠近底部的一侧连通，另一端通过循环泵24与填料塔22靠近顶部的一侧连通。

新鲜碱液管线240与循环碱液管线230靠近填料塔22顶部的一端连通。

催化液化气经备用单元进料管线210进入填料塔22与从新鲜碱液管线240来的新鲜碱液反应，脱除硫化氢，填料塔22的塔底液由循环泵24通过循环碱液管线230抽出从填料塔22靠近顶部的一侧注入，循环使用。

可以理解，碱液流程不限于以上所描述的结构，只要能够将碱液输送至填料塔22，使碱液与催化液化气反应脱除硫化氢即可。

催化剂碱液流程通过循环泵24与填料塔22连通，用于脱除催化液化气中的硫醇。

具体的，催化剂碱液流程包括第一催化剂碱液管线250和第二催化剂碱液管线260。

其中，第一催化剂碱液管线250通过循环泵24与填料塔22靠近顶部的一侧连通。

第二催化剂碱液管线260与填料塔22靠近底部的一侧连通。

催化液化气经备用单元进料管线210进入填料塔22，与从第一催化剂碱液管线250来的催化剂碱液反应，脱除硫醇，填料塔22的塔底液（富含硫的碱液）从第二催化剂碱液管线260排出。

在本实施方式中，上述备用单元20还包括催化剂碱液再生管线270。该催化剂碱液再生管线270与第二催化剂碱液管线260连通，用于将填料塔22的塔底液输送至碱液再生装置（图未示）再生，得到催化剂碱液。该催化剂碱液可以注入脱硫醇单元30循环使用，或者通过第一催化剂碱液管线250注入填料塔22循环使用。

具体的，第二跨线200的一端与备用单元进料管线210连通，另一端与备用单元出料管线220连通。

为了节约成本，减少能耗，第一催化剂碱液管线250靠近填料塔22顶部的一端与循环碱液管线230靠近填料塔22顶部的一端共用管线；第二催化剂碱液管线260靠近填料塔22底部的一端与循环碱液管线230靠近填料塔22底部的一端共用管线。

脱硫醇单元30包括脱硫醇反应器32、碱洗沉降分离罐34、脱硫醇单元进料管线310、催化剂碱液管线320和脱硫醇单元出料管线330。

其中，碱洗沉降分离罐34设置在脱硫醇反应器32的底部。

脱硫醇单元进料管线310和催化剂碱液管线320分别与脱硫醇反应器32连通。

脱硫醇单元出料管线330与碱洗沉降分离罐34连通。

具体的，第三跨线300的一端与脱硫醇单元进料管线310连通，另一端与脱硫醇单元出料管线330连通。

为了使催化剂碱液能够循环利用，上述第一催化剂碱液管线250的一端与碱洗沉降分离罐34连通，另一端通过循环泵24与填料塔22靠近顶部的一侧连通。

可以理解，当脱硫醇单元30发生异常停用时，填料塔22中与催化液化气反应脱除硫醇的催化剂碱液直接采用来自碱液再生装置的催化剂碱液。当催化液化气中硫醇含量较高时，填料塔22中与催化液化气反应脱除硫醇的催化剂碱液则来自碱洗沉降分离罐34。填料塔22的塔底液从第二催化剂碱液管线260排出，经催化剂碱液再生管线270输送至碱液再生装置再生，得到催化剂碱液。

正常工况下，上述催化剂碱液再生管线270还与第一催化剂碱液管线250靠近碱洗沉降分离罐34的一端连通，用于将吸收了硫醇的催化剂碱液输送至碱液再生装置再生后循环利用。

催化液化气脱除硫醇后，自脱硫醇单元出料管线330去催化液化气水洗部分，此处不再赘述。

在本实施方式中，脱硫醇单元30主要是利用含有磺化钛氰钴催化剂碱液在脱硫醇反应器32中与硫醇反应生成硫醇钠以脱除催化液化气中的硫醇，含硫醇钠的碱液经碱液再生装置再生后循环利用。

可以理解，脱硫醇单元30不限于以上所描述的结构，只要能将催化液化气中的硫醇脱除即可。

综上所述，正常工况下，催化液化气在抽提塔12内与胺液再生装置（图未示）来的贫胺液反应，脱除硫化氢，脱除硫化氢的气体从抽提塔12的塔顶出来，经胺液凝结器14后，走第二跨线200，与碱液再生装置（图未示）来的催化剂碱液在脱硫醇反应器32中反应，脱除硫醇，经碱洗沉降分离罐34分离，含硫醇钠的碱液至碱液再生装置再生循环使用，脱除硫醇的催化液化气自脱硫醇单元出料管线330去催化液化气水洗部分。

当催化液化气中硫化氢含量较高时，催化液化气在抽提塔12内与胺液再生装置（图未示）来的贫胺液反应，初步脱除硫化氢，初步脱除硫化氢的气体从抽提塔12的塔顶出来，经胺液凝结器14，走备用单元进料管线210进入填料塔22，与从新鲜碱液管线240来的新鲜碱液反应，进一步脱除硫化氢，填料塔22的塔底液由循环泵24通过循环碱液管线230抽出从填料塔22靠近顶部的一侧注入，循环使用（当碱液的ph值下降至9时，适当补充和更换少量新鲜碱液）。进一步脱除硫化氢的催化液化气走脱硫醇单元进料管线310进入脱硫醇反应器32与从碱液再生装置（图未示）来的催化剂碱液反应，脱除硫醇，实现催化液化气的深度脱硫。

当脱硫化氢单元出现异常情况时，催化液化气走第一跨线100，通过备用单元进料管线210进入填料塔22，与从新鲜碱液管线240来的新鲜碱液反应，脱除硫化氢，填料塔22的塔底液由循环泵24通过循环碱液管线230抽出从填料塔22靠近顶部的一侧注入，循环使用。脱除硫化氢的催化液化气走脱硫醇单元进料管线310进入脱硫醇反应器32与从碱液再生装置（图未示）来的催化剂碱液反应，脱除硫醇，实现催化液化气的深度脱硫。

当催化液化气中硫醇含量较高时，催化液化气在抽提塔12内与胺液再生装置（图未示）来的贫胺液反应，脱除硫化氢，脱除硫化氢的气体从抽提塔12的塔顶出来，经胺液凝结器14，走备用单元进料管线210进入填料塔22，与从第一催化剂碱液管线250来的催化剂碱液反应，初步脱除硫醇，填料塔22的塔底液（富含硫的碱液）从第二催化剂碱液管线260排出，经碱液再生装置再生后循环使用。初步脱除硫醇的催化液化气经脱硫醇单元进料管线310进入脱硫醇反应器32，与从碱液再生装置来的催化剂碱液反应，进一步脱除硫醇，进一步脱除硫醇的催化液化气经碱洗沉降分离罐34分离后去水洗部分。

当脱硫醇单元出现异常情况时，催化液化气在抽提塔12内与胺液再生装置（图未示）来的贫胺液反应，脱除硫化氢，脱除硫化氢的气体从抽提塔12的塔顶出来，经胺液凝结器14，走备用单元进料管线210进入填料塔22，与从第一催化剂碱液管线250来的催化剂碱液反应，脱除硫醇，脱除硫醇的催化液化气走第三跨线300直接进入水洗部分。

上述催化液化气深度脱硫的组合装置，结构简单、各单元之间可以根据工况灵活组合使用，能适应多种异常情况。

此外，备用单元可在脱硫化氢单元或脱硫醇单元出现异常情况时，替代其运行，提高了抗事故干扰能力，实现了长周期运行的目的。

最后，本申请中备用单元中的填料塔，可直接利用旧梅洛克斯（merox）抽提装置中的液化气脱硫醇抽提塔，减少纤维膜及沉降罐数量，节约装置改造成本。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。