烷基化产物脱硫脱酸的方法与装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于烷基化产物中携带的有机硫化合物和游离硫酸对后续设备的腐蚀的 领域，涉及一种从烷基化产物中去除有机硫化合物（如：硫酸酯）和游离硫酸的方法和装 置。
【背景技术】
[0002] 当今世界的环境污染日益严重，环境保护受到普遍受到各国的重视。在国内外，随 着汽车拥有量的激增，汽车排放尾气对空气的污染日趋严重，各国的环保要求也日趋严格， 这对车用油的辛烷值和清洁度提出了更高的要求。烷基化油的高辛烷值、低含硫量等优良 性能特点使得它日益受到各国重视。
[0003] 在石油加工工业中，烷基化是链烷烃、通常是异链烷烃与烯烃在强酸存在下制备 更高辛烷值的链烷烃，这是公知的方法。烷基化过程需要在强酸环境中进行，一般以硫酸 为催化剂，硫酸常被搅拌处理成微细液滴或乳化液，这增加了沉降分离的难度，一次后续工 艺中必须对烷基化流出物进行酸烃分离，否则这些强酸进入后续工艺会导致设备的严重腐 蚀。此外在烷基化反应中，部分烯烃和硫酸反应生成硫酸酯等含硫有机物，这些酯在酸性 或高温条件下极不稳定，若不加以脱除，将在下游的脱异丁烷塔分解放出SO2 (在高温条件 下），遇到水分，则会严重腐蚀设备，并在脱异丁烷塔的重沸器结垢。所以，必须予以脱除。
[0004] 酸烃分离的方法有物理法、物理化学法和化学法等。中国专利申请CN102021016A 公开了一种用改性陶瓷膜组件来去除烷基化反应产物中酸的方法，可实现油中含酸量低于 l〇〇mg/L，随后再用碱水洗涤实现酸的脱除。中国专利申请CN1803739A公开了一种含有聚 并材料的除雾容器，通过湿润聚并材料吸附除去烷基化产物中的硫酸和硫酸酯。中国专利 申请CN1688524A公开了一种通过机械性的聚并器从烷基化产物中出去硫酸，然后在下一 级工艺中加入催化剂除去产物中的磺酸酯和磺酸盐。
[0005] 然而，上述现有技术的方法并不能有效地解决烷基化产物中携带的有机硫化合物 和游离硫酸对后续设备的腐蚀问题。
[0006] 因此，本领域迫切需要开发出能够有效地对烷基化产物中的硫酸与硫酸酯等物质 进行分离，使烷基化产物达到脱硫脱酸目的的方法与装置。
【发明内容】
[0007] 本发明提供了一种新颖的烷基化产物脱硫脱酸的方法与装置，从而解决了现有技 术中存在的问题。
[0008] 本发明所要解决的技术问题是，烷基化产物中携带的有机硫化合物和游离硫酸对 后续设备的腐蚀。
[0009] 一方面，本发明提供了一种烷基化产物脱硫脱酸的方法，该方法包括以下步骤：
[0010] (a)将液态的含有硫酸和硫酸酯的烷基化产物和新硫酸两股物料以逆流或错流方 式送入酸洗分离罐内酸洗、聚并分离；
[0011] (b)在酸洗分离罐下部的酸洗丝网填料中，硫酸酯和新硫酸充分接触并相互溶解 萃取，同时发生聚并分离；溶于硫酸的硫酸酯和烷基化产物中超过50%的硫酸作为重相沉 降下来至酸洗分离罐底部，富集后送至酸洗沉降罐或者烷基化反应器或者外排；
[0012] (c)作为轻相的烷基化产物进入酸洗分离罐上部的分离丝网填料，其中，在分离 丝网填料上，作为轻相的烷基化产物中超过95%的硫酸被聚并分离，得到硫酸含量约为 0. 01%~1. 0%的烷基化产物；聚并分离后的硫酸沉降至酸洗分离罐底部；
[0013] (d)所得的硫酸含量约为0. 01 %~1. 0%的烷基化产物从酸洗分离罐顶部被送至 酸烃分离段进行酸烃分离，其中，所述酸烃分离段为单级或多级酸烃分离装置；
[0014] (e)在酸烃分离装置中对所述硫酸含量约为0. 01 %~I. 0%的烷基化产物中所夹 带的硫酸进行粗分离和精细分离，得到硫酸含量低于10 mg / kg的烷基化产物；分离出来硫 酸富集后被送去酸洗沉降罐或者烷基化反应器或者外排；以及
[0015] (f)所得的硫酸含量低于10 mg / kg的烷基化产物被送至吸附装置中，以吸附剩余 的含量低于10 mg / kg的硫酸，得到除去了硫酸酯和硫酸的烷基化产物。
[0016] 在一个优选的实施方式中，所述步骤（a)还包括：在将液态的含有硫酸和硫酸酯 的烷基化产物和新硫酸两股物料以逆流或错流方式送入酸洗分离罐内之前，在混合器内使 其充分混合。
[0017] 在另一个优选的实施方式中，在步骤（d)中，所述酸烃分离段为两级酸烃分离装 置梯度布置，一级酸烃分离装置粗分离得到的烷基化产物直接被送至二级酸烃分离装置进 行精细分离。
[0018] 在另一个优选的实施方式中，在步骤（f)中，所得的硫酸含量低于10 mg / kg的烷 基化产物被送至装有交换吸附树脂床的吸附装置中，以吸附剩余的含量低于l〇mg/kg的硫 酸，使其硫酸浓度降到低于I mg / kg。
[0019] 另一方面，本发明提供了一种烷基化产物脱硫脱酸的装置，该装置包括：
[0020] 酸洗分离罐，用于对送入其中的液态的含有硫酸和硫酸酯的烷基化产物和新硫酸 两股物料进行酸洗、聚并分离；
[0021] 在酸洗分离罐下部的酸洗丝网填料，用于使得硫酸酯和新鲜硫酸充分接触并相互 溶解萃取、同时发生聚并分离；
[0022] 在酸洗分离罐上部的分离丝网填料，用于使经过酸洗丝网填料（2)后的烷基化产 物中超过95%的硫酸被聚并分离，得到硫酸含量约为0.01 %~1.0%的烷基化产物；
[0023] 与酸洗分离罐连接的酸烃分离段，其中，所述酸烃分离段为单级或多级酸烃分离 装置，用于对所述硫酸含量约为〇. 01 %~1. 〇%的的烷基化产物中所夹带的硫酸进行粗分 离和精细分离，得到硫酸含量低于10 mg / kg的烷基化产物；
[0024] 与酸烃分离段连接的吸附装置，用于吸附剩余的含量低于10 mg / kg的硫酸，得到 除去了硫酸酯和硫酸的烷基化产物。
[0025] 在一个优选的实施方式中，该装置还包括：与酸洗分离罐连接的混合器，用于在将 液态的含有硫酸和硫酸酯的烷基化产物和新硫酸两股物料送入酸洗分离罐内之前，使其充 分混合。
[0026] 在另一个优选的实施方式中，所述酸烃分离段为两级酸烃分离装置梯度布置，一 级酸烃分离装置粗分离得到的烷基化产物直接被送至与其连接的二级酸烃分离装置进行 精细分离。
[0027] 在另一个优选的实施方式中，所述吸附装置装有交换吸附树脂床，用于吸附剩余 的含量低于10 mg / kg的硫酸，使其硫酸浓度降到低于I mg / kg。
[0028] 在另一个优选的实施方式中，所述酸洗丝网填料的空隙率大于90%，丝网纤维直 径为0. 3~4mm，厚度为100~300mm，由聚四氟乙稀和金属纤维编织而成；所述分离丝网填 料的空隙率为80%~90%，丝网纤维直径为0. 1~3mm，厚度为大于200mm，其前半段由聚 四氟乙烯和金属纤维编织而成，后半段由聚丙烯和金属纤维编织而成；并且，所述酸洗丝网 填料和分离丝网填料之间的最短距离为〇. 3~4D，且不少于500mm，其中D为酸洗分离器罐 的内径；混合液进料口或新硫酸进料口位于酸洗丝网填料和分离丝网填料之间空隙中部偏 上处；所述进料口处设置防冲整流器，所述的防冲整流器选自多孔管、分支管、防冲挡板、斜 板和列式叶片中的一种。
[0029] 在另一个优选的实施方式中，所述一级酸烃分离装置的内部装有两段纤维膜床， 所述纤维膜床的孔隙率为80 %~90 %，纤维直径小于200 μ m，厚度大于200mm ;其中，每段 纤维膜床的前半段由聚四氟乙烯纤维编织而成，后半段由选自金属纤维、聚四氟乙烯纤维、 聚丙烯纤维和聚酯纤维中的一种或多种编织而成；所述二级酸烃分离装置的内部装有两段 经过超亲水或者超亲油改性处理的纳米纤维膜制成的纤维膜过滤滤芯，所述纤维膜的孔隙 率小于80 %，纤维直径小于100 μ m，厚度大于50mm ;其中，所述纳米纤维膜是由选自金属纤 维、聚四氟乙烯纤维、聚丙烯纤维和聚酯纤维中的一种或多种经改性后编织而成的；并且， 所述一级酸烃分离装置内部的纤维膜床之间以及二级酸烃分离装置内部的纤维膜过滤滤 芯之间的间隔最短距离为0. 1~0. 且不少于500mm ;-级酸烃分离装置和二级酸烃分离 装置后面沉降段的最短距离为〇. 3~2D'，且不少于1000mm，其中D'为一级酸烃分离装置 和二级酸烃分离装置的内径；所述一级酸烃分离装置和二级酸烃分离装置的内部进口处分 别有流体均布整流板和，所述流体均布整流板和为多孔均布的开孔厚板。
【附图说明】
[0030] 图1是根据本发明的一个实施方式的烷基化产物脱硫脱酸工艺流程示意图。
[0031] 图2是根据本发明的另一个实施方式的烷基化产物脱硫脱酸工艺流程示意图。
[0032] 图3是根据本发明的再一个实施方式的烷基化产物脱硫脱酸工艺流程示意图。
【具体实施方式】
[0033] 本申请的发明人经过广泛而深入的研宄后发现，针对烷基化产物中携带的有机硫 化合物和游离硫酸对后续设备的腐蚀问题，通过高效的机械性的酸洗分离罐除去了烷基化 产物中的硫酸酯等含硫有机物和大部分硫酸；并利用纤维膜分离技术，通过高效的单级酸 烃分离装置或者多级酸烃分离装置以除净烷基化产物中的酸，使得这一过程不需要水洗和 碱洗也不需要加入任何催化剂，从而克服了水洗、碱洗和加催化剂等对下级工艺装置的影 响问题，缩短了流程，减少了投资，节省了能耗。基于上述发现，本发明得以完成。
[0034] 本发明的技术构思如下：
[0035] 纤维膜