超声波辅助车用燃油联动脱硫系统成套装置及脱硫方法_3

文档序号:9411120阅读:来源:国知局
截 止阀90 -第二储油罐91。
[0046] F型,原料油顺次经过脱硫塔TA脱硫塔TB脱硫塔TC脱硫。原料油硫含量在70ppm 以上,分子结构、类型为有机硫化物的硫醚、噻吩、苯并噻吩、二苯并噻吩及其衍生物等类型 的脱硫工艺路线:第一储油罐1 -第一截止阀2 -过滤器3 -第一油栗4 -第二截止阀6 - 第一流量调节阀15 -第一流量计16 -第一止回阀17 -第八截止阀19 -脱硫塔TA-第 十二截止阀34 -第十七截止阀39 -脱硫塔TB-第二十截止阀57 -第一真空表63 -第三 油栗65 -第二流量调节阀66 -第二流量计67 -第二止回阀68 -第二十六截止阀69 - 脱硫塔TC-第二十九截止阀82 -第三十截止阀83 -第四油栗87 -第四流量计88 -第 三止回阀89 -第三十三截止阀90 -第二储油罐91。
[0047] (3)确定工艺路线后,启动油栗使油料进入系统,完成规定脱硫程序。
[0048] 当油料为凝析油时,先经第一储油罐1 -第一截止阀2 -过滤器3 -第一油栗4 - 第三截止阀7进入油气分离器(8)进行油气分离,气相部分,经第四截止阀(9)通向回收系 统;液相部分,经第五截止阀(10)、第二油栗(11)、第一流量调节阀(15)、第一流量计(16)、 第一止回阀(17),进入脱硫系统,再根据硫含量和硫化物类型,选择脱硫工艺路线完成脱硫 程序。
[0049] (4)抽样检验,合格,则输入第二储油罐(91);若不合格,则分析原因,调整工艺参 数,再次脱硫,直至合格为止。
[0050] (5)当脱硫塔(TB)和脱硫塔(TC)(吸附剂吸附量饱和而需更新或再生时,分别 将第十八截止阀(55)、第二十七截止阀(70)打开,脱硫塔中余油分别从截止阀(55)、第 二十七截止阀(70)流出,第二十二截止阀(59)、真空器(60)、第二十三截止阀(61)作用, 将滞留在各吸附剂中的残余油液抽净;而后,再顺次由各卸料孔卸除各料。
[0051] (6)当氧化剂、萃取剂活性耗尽而需要更新时,经第六截止阀(13)、第七截止阀 (14),分别排出第一圆柱体钢筒(30),而后再进入再生处理、或副产物回收处理。
[0052] 本发明超声波辅助车用燃油联动脱硫方法的工作过程和原理:
[0053] 程序⑴:填料:按规定位置和数量,将规定的各相应吸附剂、氧化剂、萃取剂填入 各自的位置。
[0054] 程序(2):检测油品中硫含量在400ppm,分子结构、类型为无机硫化物和有机硫化 物之硫醇、硫醚、噻吩、苯并噻吩、二苯并噻吩及其衍生物等混合类型,选择脱硫工艺路线为 前面所述D型:原料油顺次经过脱硫塔TA、脱硫塔TB、脱硫塔TC脱硫。
[0055] 程序(3):检查系统成套装置各部位部件工作位置、状态正确,启动脱硫工作程 序:第一储油罐(1)中的原料油,经第一截止阀(2)、过滤器(3)、第一油栗(4)输出,再经第 二截止阀(6)、第一流量调节阀(15)、第一流量计(16)、第一止回阀(17)、第八截止阀(19)、 第一散流器(23)进入第一圆柱体钢筒(30)之C段。
[0056] 油品进入第一圆柱体钢筒(30)之C段后,油品中的有机硫化物与氧化剂在第一超 生波发生器(24)的辅助作用下,发生氧化反应,生成飒和亚飒,而后,飒和亚飒随油品经第 二散流器(28)进入第一圆柱体钢筒(30)之A段,飒和亚飒与萃取剂在第二超声波发生器 (29)的辅助作用下,产生物化反应而与油品分离。而后,经第(10)截止阀(32)取样化验。
[0057] 经过氧化反应和萃取反应,油品中的绝大多数硫份已被脱除,余下硫份含量约在 70ppm以下。
[0058] 经氧化-萃取脱硫后的油品,经第十二截止阀(34)、第十七截止阀(39)、第二散流 器(41)进入第二圆柱体钢筒(46)之A段,而后,凭借自身重力穿过第一滤网(42),进入B 段中小孔径活性炭吸附区,脱去相应硫份和氯、氧、氮、硅、胶质、重金属等有害物质;再穿过 第二滤网(44),进入C段中小孔径分子筛吸附区,脱去相应的硫份和所有的氯、氧、氮、硅、 胶质、重金属等有害物质;再穿过第三滤网(47),进入D段复合助剂吸附区,脱去残余的全 部硫份和有害物质;再穿过第四滤网(49)、第一承载滤板(50),降落至E段空间;经第一视 窗透孔镜(52)、第一视窗透孔镜(53),观察脱硫后油液的流动情况;经第(19)截止阀(56) 取样化验
[0059] 合格,则经第二^^一截止阀(58)、第三^^一截止阀(85)、第四油栗(87)、第三流量 计(88)、第三止回阀(89)、第三十三截止阀(90),进入第二储油罐(91)。
[0060] 若不合格,则经第二十截止阀(57)、第三油栗(65)、第三流量调节阀(66)、第二流 量计(67)、第二止回阀(68)、第二十六截止阀(69)、第二承载滤板(73)、第五滤网(74), 进入第三圆柱体钢筒(79)之C段大孔径活性碳吸附区继续脱硫;而后,再经过第六滤网 (76),进入大孔径分子筛吸附区,最终将残余硫份全部脱除;再经第七滤网(78)、第二十九 截止阀(82)、第三十截止阀(83)、第三十二截止阀(86)采样确认,而后,再经第四油栗 (87)、第三流量计(88)、第三止回阀(89)、第三十三截止阀(90),进入第二储油罐(91)。
[0061] 若还不合格,则分析原因,调整工艺参数,再次脱硫,直至合格为止。
[0062] 更换吸附剂时,先开启真空器(60),将滞留在各吸附剂中的残余油液抽净,而后再 卸除旧料,填装新料。
[0063] 超声波辅助车用燃油联动脱硫方法的工作原理:
[0064] 氧化脱硫工作机理:鉴于含硫有机化合物、含氧有机化合物在水或极性溶剂中的 溶解度,大于有机碳氢化合物,即烃或油类有机化合物,下面相同,在水或极性溶剂中的溶 解度,同时含硫含氧的有机化合物在水或极性溶剂中溶解度,又大于单纯含硫有机化合物 和单纯含氧有机化合物在水或极性溶剂中溶解度;为此,人们把烃类油液中的硫化物加以 氧化,从而形成同时含硫含氧的有机化合物,以加大在水或极性溶剂中的溶解性,并使其从 有机碳氢化合物中转移出来而溶解在水或极性溶剂中,从而实现脱硫的目的。本发明所用 的氧化剂为:过氧化氢、有机酸、硫酸亚铁配制而成。
[0065] 萃取脱硫工作机理:硫化物在不同介质中的溶解度不同,在水或极性溶剂中的溶 解度极高,在烃类油品介质中的溶解度极低;鉴于这一点,选取对硫化物溶解力极强的介 质,使硫化物全部溶解于该介质中,而后,将该介质与烃类介质分离,从而实现脱硫的目的。 本发明所用的萃取剂为:是包括N-二甲基甲酰胺、乙醇和水的混合物。
[0066] 吸附脱硫工作机理:吸附剂是一类特殊的固体物质,其内部存在着大量的、有规则 的孔穴,在电场和特定电位键的作用下,与液态或气态分子存在着一种特殊的分子间引力, 当吸附剂与液体或气体分子间引力大于液体或气体内部分子间引力、而液体或气体的内部 压力又低于自身的饱和蒸气压时,形成分压,液体或气体分子就会凝聚而附着在固体物质 表面上,这就是吸附作用,而且吸附速度极快;压差越大,分压越大;当被吸附物质分压升 高时,就会产生多分子层吸附,分压越高,分子层越多,吸附物质越多;从而实现有害杂质与 油液的分离。
[0067] 吸附脱硫又分原子吸附和分子吸附,或叫化学吸附和物理吸附。原子吸附要求的 工艺条件比较复杂,分子吸附要求的工艺条件则相对简单。本发明采用的是分子吸附脱硫 法。本发明所用的吸附剂为:中小孔径活性碳、分子筛,大孔径活性碳、分子筛和助剂。
[0068] 超声波辅助工作机理:超声波对液体媒质有三大作用:机械作用、空化作用、热作 用;在氧化脱硫过程中,超声波主要起机械作用和空化作用,特别是空化作用。
[0069] 机械作用的效应,是促进液体的搅拌,强化氧化剂与原料油之间的溶解、接触。
[0070]空化作用的效应,是在液体中形成空穴,当空穴内爆时,空穴内原先所含有的气体 瞬间被猛烈压缩而产生5500°C的高温,空穴周围的液体也达2KKTC,及周围局部高压;并 伴生强烈的冲击波和时速400km的射流;同时,在溶液中产生羟基自由基即是*0H。这一空 穴内爆过程,就为化学及石油化工过程提供了一种非常特殊的物化环境,从而促使氧化基 与硫化物发生快速而深度的氧化反应、萃取反应。羟基自由基即是? 0H是使硫化物氧化的 主要因子。
[0071 ] 在原料油中,绝大多数硫份是以硫醚、噻吩、苯并噻吩、二苯并噻吩及其衍生物的 形式存在的,而这些硫化物的分子结构很稳定,用加氢反应脱硫的方法,对这些硫化物不起 作用,因为硫醚、噻吩、苯并噻吩、二苯并噻吩及其衍生物等,化学结构很稳定,难以与氢元 素发生化学反应;同样,原子吸附的方法,也很难把硫原子从硫化物分子中吸出来;而用分 子吸附的方法可以将硫化物分子整体吸走,但硫醚、噻吩、苯并噻吩、二苯并噻吩及其衍生 物等分子的动态直径约〇. 7~0. 8nm,而油品组份之一的芳烃、添加剂组份之一的苯、甲苯、 二甲苯,其分子的动态直径约〇. 6~0. 7nm,小于硫醚、噻吩、苯并噻吩、二苯并噻吩及其衍 生物等硫化物分子的动态直径,而且,两物的电位键特性相近,从而产生竞争吸附;硫醚、噻 吩、苯并噻吩、二苯并噻吩及其衍生物的吸附竞争力小于芳烃、苯、甲苯、二甲苯的吸附竞争 力;所以,脱硫效果大打折扣。但也由于硫醚、噻吩、苯并噻吩、二苯并噻吩及其衍生物等类 物质的电位键的特殊性,使其抗氧化能力低,易产生氧化反应,生成硫酸盐,即:飒和亚飒; 而飒和亚飒同时含硫元素和氧元素,易溶于萃取剂,从而实现有害杂质与油品分离的目的。
[0072] 氧化脱硫技术、萃取脱硫技术的优点:是脱硫成本低,不论油品的硫含量有多尚、 不论什么类型的硫化物,都能有效脱除;特别是对硫醚、噻吩、苯并噻吩、二苯并噻吩及其衍 生物的脱除有特效;成本也不会大幅度上升;而生成的副产物还能产生另外的经济效益。
[0073] 氧化脱硫技术、萃取脱硫技术的缺点:是在实际生产中,由于生产条件的局限,难 以做到彻底的、百分之百的氧化反应,所以,实现不了超深度脱硫。
[0074] 吸附脱硫技术的优点:是能够实现超深度脱硫,可达百分之百的脱硫率;特别是 对无机硫化物和硫醇硫的脱除效果显著。
[0075] 吸附脱硫技术的缺点:是吸附量有限,一旦吸附饱和后,就必须再生,而再生次数 饱和后,就不能再用;所以,当油品的硫含量升高时,吸附脱硫的成本随之增高。这对于高硫 含量的油品,吸附脱硫的方法不利于企业经济效益。
[0076] 本发明将氧化、萃取、吸附三大非加氢脱硫技术有机地整合在一起的,既可以面对 各种类型的硫化物和各种含硫量高低不同的油品,实现超深度脱硫;又可以保持脱硫低成 本;实现物美价廉的境界。
[0077] 本发明的优点1、投资成本低,只有加氢脱硫技术投资颔的三十分之一,
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