一种高纯异丁烷生产用的终极除杂装置的制作方法

本实用新型涉及异丁烷的生产设备技术领域，具体的说是一种高纯异丁烷生产用的终极除杂装置。

背景技术：

在石化行业，高纯异丁烷是其重要的化工产品。其由液化石油气裂解产生，再通过多步骤的物理分离得到纯化。主要用于与异丁烯经烃化制异辛烷，作为汽油辛烷值的改进剂，也可用作冷冻剂。

目前，现有技术中在进行高纯异丁烷的生产过程中，通常要对气体进行前置式的脱硫和脱水处理，但现有的脱硫和脱水设备通常体积庞大，结构繁琐，进行一次处理一般要一次性串联多个脱硫罐、固化脱硫床和脱水罐，才能实现异丁烷成品中水分和硫杂质的较好脱除。这种堆砌使用脱硫设备和脱水设备的方式，虽然能够在一定程度上保证成品异丁烷的纯度，但其设备固有投资较大，维护成本较高，且占地面积大，耗费原料较多，环保性差。同时，物料的综合利用率也较低，除杂设备产生的二级副产物的处理较为困难。

因此，设计并制备一套物料综合利用率高，异丁烷除杂效果好，且设备简单，维护方便，耗材少，重复利用率高的除杂装置，对于降低高纯异丁烷的生产成本来说实为必要。

技术实现要素：

本实用新型的技术目的为：提供一种设备简单，除杂效率高，循环使用效果好，维护方便的除杂装置，来对已经经过简单处理的异丁烷原料气体进行整体除杂，从而提高成品高纯异丁烷的品质。

本实用新型为解决上述技术问题，所提供的技术方案是：一种高纯异丁烷生产用的终极除杂装置，该除杂装置设置在异丁烷上游输入管和高纯异丁烷输出管之间，所述的除杂装置包括通过输气管路依次连接的脱硫罐、脱水罐、二次过滤分离组件和富氧净化组件，所述的异丁烷上游输入管连接在脱硫罐的下部，位于脱硫罐和脱水罐之间的输气管路的两端分别连接在脱硫罐的顶端和脱水罐的底端，且该段输气管路上还安装有离心泵，所述的二次过滤分离组件包括多个并联设置的气体分离管，在每个气体分离管内均设置有一个圆弧形吸附滤芯，该圆弧形吸附滤芯的凸起方向与气体流经气体分离管的方向一致，所述的富氧净化组件包括一个密封壳体，在该密封壳体的左右两端分别设置有进气口和出气口，密封壳体的内部还设置有一个用于对其进气口和出气口之间流经的气体进行富氧分离的富氧膜，所述密封壳体的进气口通过一段输气管路与多个气体分离管的末端连接，密封壳体的出气口通过一个循环管路与脱硫罐的底部连接，且该循环管路上还设置有循环泵，在密封壳体上，对应于富氧膜与进气口之间的位置，还开设有一个用于排出富氧分离后气体的排气口，该排气口与高纯异丁烷输出管连接。

优选的，所述的圆弧形吸附滤芯设置在气体分离管的中部。

优选的，所述的圆弧形吸附滤芯由两层透气滤网和夹杂在两层透气滤网之间的吸附剂内芯构成。

优选的，所述的富氧膜竖直设置在密封壳体的内部，且富氧膜的表面呈凹凸起伏的波浪状。

有益效果：

1、本实用新型的一种高纯异丁烷生产用的终极除杂装置，设备简单、投资小，维护成本低，装置总体布局合理，占地面积小，处理用试剂的用量小，且能够重复多次利用，环保性好。终极除杂装置能够对已进行过初步处理的异丁烷原料气体进行一次性的脱硫、脱水和除杂处理。经处理后的异丁烷气体纯度较高，杂质含量极少，且品质稳定，从而提高成品高纯异丁烷的质量。

2、本实用新型的一种高纯异丁烷生产用的终极除杂装置，在脱硫、脱水处理后的二次过滤分离组件中，设置有多组相互并联的气体分离管，而在每个气体分离管内安装设置的圆弧形吸附滤芯能够在不阻碍气体正常流动的前提下，最大限度的增大吸附滤芯与流经气体的接触面积，从而提高了在气体分离管的有限空间内待过滤气体的过滤处理效率，减小了的设备体积。同时，二次过滤分离组件不仅能够对待过滤气体进行进一步的脱硫和脱水处理，还能够过滤掉异丁烷气体中由于大流量冲击力而混入的微小颗粒状杂质，从而对后续富氧净化组件中的富氧膜起到一定程度的保护作用，并提高了成品异丁烷的纯度值。

3、本实用新型的一种高纯异丁烷生产用的终极除杂装置，在装置结构中设置有富氧净化组件，通过富氧净化组件的设置，不仅能够有效去除成品异丁烷气体中的氧含量，保证成品异丁烷的纯度和稳定性，还能够将分离出的氧气补给反馈给前期的脱硫罐中，以对脱硫罐脱硫剂活性组分中的晶格氧进行有效的补给，使活性组分的结构不被破坏，以实现脱硫剂活性组分的多次循环反复使用。这种反馈式补给结构的设置，大大提高了产物的纯度和耗材的有效利用率，减少了环境污染。

4、本实用新型的一种高纯异丁烷生产用的终极除杂装置，通过合理改进，将富氧净化组件中的富氧膜定制成了具有波浪状结构的形式，这种结构富氧膜的设置能够有效提高富氧膜的气体分离效率。密封壳体上排气口的设置又能够将除氧之后的成品异丁烷气体排出，以免其影响后续待净化气体中氧气的去除，实用效果好。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

附图标记：1、异丁烷上游输入管，2、高纯异丁烷输出管，3、脱硫罐，4、脱水罐，5、输气管路，6、离心泵，7、气体分离管，8、圆弧形吸附滤芯，9、密封壳体，10、进气口，11、出气口，12、富氧膜，13、循环管路，14、循环泵，15、排气口。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明：

如图所示，一种高纯异丁烷生产用的终极除杂装置，该除杂装置设置在异丁烷上游输入管1和高纯异丁烷输出管2之间，用于对已经进行过初步脱硫、脱水和除碳三及以下轻质组分的异丁烷气体进行成品前的终极除杂。

所述的除杂装置包括通过输气管路5依次连接的脱硫罐3、脱水罐4、二次过滤分离组件和富氧净化组件，所述的异丁烷上游输入管1连接在脱硫罐3的下部，即从脱硫罐3的下部进行进气，脱硫罐3的顶端通过一段输气管路5连接脱水罐4的底端，且该段输气管路5上还安装有离心泵6，气体经过脱硫罐3和脱水罐4进行脱硫处理以及脱水处理后，进入二次过滤分离组件中，进行进一步除杂处理，该步骤的除杂包括脱水、脱硫和除去粉末状颗粒杂质。此处的粉末状颗粒杂质来源于脱硫罐、脱水罐、离心泵、输气管路等输送和处理设备中由于气体大流量和设备长时间运作腐蚀造成的局部颗粒状剥落杂质。所述的二次过滤分离组件包括多个并联设置的气体分离管7，气体分离管7的并联数量，可根据场地大小、气体流量和分离效率等实际情况进行合理选择。在每个气体分离管7的中部均设置有一个圆弧形吸附滤芯8，该圆弧形吸附滤芯8的凸起方向与气体流经气体分离管7的方向一致，圆弧形吸附滤芯8由两层透气滤网和夹杂在两层透气滤网之间的吸附剂内芯构成，可用于吸水、脱除有机硫和阻挡颗粒杂质。

所述的富氧净化组件包括一个密封壳体9，在该密封壳体9的左右两端分别设置有进气口10和出气口11，密封壳体9的内部还设置有一个用于对其进气口10和出气口11之间流经的气体进行富氧分离的富氧膜12，所述的富氧膜12竖直设置在密封壳体9的内部，且富氧膜12的表面呈凹凸起伏的波浪状。所述密封壳体9的进气口10通过一段输气管路5与多个气体分离管7的末端连接，密封壳体9的出气口11通过一个循环管路13与脱硫罐3的底部连接，且该循环管路13上还设置有循环泵14，在密封壳体9上，对应于富氧膜12与进气口10之间的位置，还开设有一个用于排出富氧分离后气体的排气口15，该排气口15与高纯异丁烷输出管2连接。

本实用新型的一种高纯异丁烷生产用的终极除杂装置，主要用于高纯异丁烷的工业化大规模生产。其在具体使用时，如附图1所示：异丁烷上游输入管将针对于本实用新型装置而言的原料异丁烷气体，从脱硫罐的下部送入脱硫罐中先进行脱硫处理，此处的脱硫处理主要是脱除原料气体中的有机硫（无机硫已经在前处理步骤进行过处理），其中选用的脱硫剂主要是通过其活性组分中的晶格氧将硫醇氧化为二硫化物。经过脱硫处理后的气体经输气管路和离心泵的输送，进行到脱水罐中，进行脱水处理。经过脱水处理后的气体再通过输气管路进入到二次过滤分离组件中，在二次过滤分离组件中，脱水后的气体被分流成多股，进行多个气体分离管，并与气体分离管中设置的圆弧形吸附滤芯进行流动性接触，圆弧形吸附滤芯将进一步滤除和吸附气体中含有的颗粒杂质、水分和硫化物。之后，气体经一段输气管路汇总后进行后续的富氧净化组件中，该组件主要用于对气体进行净化除氧，保证成品异丁烷气体的稳定性和纯度。经富氧净化组件中的富氧膜处理过的气体纯度较高，且基本不含氧气，而富氧膜分离出的氧气将通过一段循环管路和循环泵反馈回前期的脱硫罐中，用于对脱硫罐中的脱硫剂进行晶格氧的微量补给，以使脱硫剂活性组分的结构不被破坏，能够进行反复循环使用。

同时，成品异丁烷气体中氧气的分离、富集和脱硫罐反馈，使脱硫剂中的催化剂始终处于氧浓度大于硫醇浓度的反应环境中，这样，其在进行脱硫反应时，可无需添加额外的活性剂、有机碱和无机碱，即可实现有效脱硫。这在一定程度上减少了化学试剂的使用量，降低了成本。

本实用新型设备投资少，除杂效率高，后期维护量小，运行成本较低，适合是异丁烷的生产中推广使用。