烷基化产物脱硫脱酸的方法与装置的制造方法_2

文档序号:9212224阅读:来源:国知局
分离技术是近年发展起来的新型非均相分离技术,其工作原理主要包括 了 :(1)纤维改性技术:通过修改表面特性,建立材料超亲水/超亲油特性;(2)纤维捕捉聚 并原理:纳米双亲纤维可以破坏烷基化产物中微细酸滴周围的乳化膜层,捕捉乳化油包裹 中的细小酸滴,实现破乳作用;(3)纤维构型的诱导分离原理:诱导分离得益于特殊的纤维 构型,纤维上的细小酸滴通过节点碰撞聚并形成较大酸滴;(4)纤维膜的非均相过滤特性: 在宏观上,表现为两相的纤维膜透过阻力差异,对于油相来说,其透过性好,而酸相则难以 快速通过纤维膜,因此,两相产生速度滑移特性,强化破乳。因此,纤维膜分离技术不仅基于 液滴聚并原理,实现液-液两相快速分离,还具有强效的破乳作用。
[0036] 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。
[0037] 本发明通过将液态的烷基化产物及其夹带物和新硫酸通过逆流或错流方式在酸 洗分离罐中进行混合酸洗,并对酸洗后的烷基化反应产物进行初次分离;酸洗分离后的烷 基化产物经过一级酸烃分离装置进行粗分离,得到一级油相和一级酸相;一级油相进入二 级酸烃分离装置进行精细分离,得到二级油相和二级酸相,得到的二级油相中含酸量极低; 含有极微量硫酸的烷基化产物会被送至吸附设备做最后的处理,处理后的烷基化产物中的 硫酸基本除尽,净化后的烷基化产物被送入脱异丁烷塔或下一级工艺;酸洗分离罐分离出 来的硫酸和硫酸酯以及一级酸相和二级酸相富集后均重新回到烷基化反应器中或者酸洗 沉降罐中继续参与反应,节省了硫酸使用量。本发明方法效果可靠,经吸附装置后的烷基化 产物中游离硫酸含量不超过I mg / kg,硫酸酯脱除率高达99. 9%,进而可省去后续碱洗、水 洗等工艺,缩短了流程,减少了投资,节省了能耗。
[0038] 在本发明的第一方面,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:
[0039] (a)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 进入酸洗分离罐内酸洗、聚并分离,或者在送入酸洗罐前在混合器内充分混合;
[0040] (b)在酸洗分离罐下部的酸洗丝网填料,使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;溶于硫酸的硫酸酯和烷基化产物中50%以上的硫酸作为重相 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;
[0041] (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;在分离丝网填 料上,作为轻相的烷基化产物中95%以上的硫酸被聚并分离,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;
[0042] (d)硫酸含量约为0. 01 %~I. 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;
[0043] (e)酸烃分离段为单级或多级酸烃分离装置,优选两级酸烃分离装置;在酸烃分 离装置中对烷基化产物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 [0044] (f)硫酸含量低于10mg/kg的烷基化产物被送至吸附装置中,以吸附剩余的、极其 微量的硫酸,得到除去硫酸酯和硫酸的烷基化产物;而后被送至脱异丁烷塔脱异丁烷或者 送入下一级工艺进行处理。
[0045] 在本发明中,新硫酸和液态的含有硫酸和硫酸酯的烷基化产物以逆流或错流的形 式进入酸洗分离罐,由于丝网填料特殊的、狭小的、不规格的孔道结构,在酸洗丝网填料上 被分散成液滴或细流,增大了新硫酸和硫酸酯的接触面积和接触几率,使其充分接触溶解、 萃取,或者在送入酸洗罐前在混合器内充分混合,以除去烷基化产物中的硫酸酯等有机硫 化合物。酸洗丝网填料可以把新硫酸和夹带硫酸酯的烷基化产物等两股物料分散成液滴或 细流,并提供接触载体,大大增大了新硫酸和硫酸酯的接触面积和接触几率,使其充分接触 溶解,进而极大地提高新硫酸对硫酸酯的萃取量;充分混合可以提高新硫酸对硫酸酯的萃 取量;逆流或错流的方式也可以增加新硫酸与硫酸酯的接触机会,也能对硫酸酯的萃取产 生有益效果。多次实验证明:相较于在混合器内混合酸洗,以丝网填料为载体,不仅可以增 强酸洗效果,而且还可以在酸洗的同时有聚并分离作用,大大增加了烷基化产物中夹带硫 酸酯去除率。
[0046] 在本发明中,酸洗后的烷基化产物进入酸洗分离罐上部的分离丝网填料;在分 离丝网填料上,烷基化产物中95%以上的硫酸被聚并分离,得到硫酸含量约为0. 01 %~ 1.0%的烷基化产物;分离后的硫酸沉降至酸洗分离罐底部。分离丝网填料可以有效拦截、 聚并分离95%以上的硫酸和硫酸溶解物。剩下未除尽的硫酸经管道被送进酸烃分离段进行 纤维膜分离,从而达到除尽烷基化产物中硫酸的目的。
[0047] 在本发明中,两级酸烃分离装置梯度布置,以实现对烷基化产物中夹带的硫酸进 行粗分离和精细分离;其中,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。由于从酸洗分离罐顶部出来的硫酸含量较高,其他杂质也较 多,且用于精细分离的纳米纤维膜过滤滤芯分离能力有限,并且孔隙较小,若直接进行精细 分离,很可能会堵塞酸烃分离装置或者分离效果不好,故在精细分离前必须加上粗分离,以 除去大颗粒的硫酸和其他杂质,故优选两级酸烃分离装置。由酸洗分离罐顶部出来的烷基 化产物经管道进入一级酸烃分离装置,经流体均布整流板重新分布后,进入一级酸烃分离 装置内部的纤维膜床进行粗分离,得到粗分离后的烷基化产物;而后经管道直接被送至二 级酸烃分离装置,经流体均布整流板再次重新分布后,进入二级酸烃分离装置内部的纳米 纤维膜过滤滤芯进行精细分离,得到硫酸含量低于IOmg/kg的烷基化产物。一级和二级酸 烃分离装置分离出来的一级酸相和二级酸相,富集后经管道被送去酸洗沉降罐或者烷基化 反应器循环使用或者外排。
[0048] 在本发明中,分离后的硫酸含量低于IOmg/kg的烷基化产物进入装有交换吸附 树脂床的吸附装置,交换吸附树脂可以吸附烷基化产物中夹带的硫酸,使其硫酸浓度降到1 mg / kg以下。
[0049] 在本发明的第二方面,提供了一种烷基化产物脱硫脱酸的装置,该装置包括: [0050] 混合器,用于使得新硫酸与含有硫酸酯和硫酸的烷基化产物充分混合;
[0051] 与混合器相连的酸洗分离罐,用于分离硫酸酯和绝大部分烷基化产物中夹带的硫 酸;
[0052] 实现梯度分离的单级或多级酸烃分离装置,优选两级酸烃分离装置,即,与酸洗分 离罐顶部相连的一级酸烃分离装置和与一级酸烃分离装置的油相出口相连的二级酸烃分 离装置,其中,一级酸烃分离装置用于对烷基化产物中夹带的硫酸进行粗分离,以除去大颗 粒粒径的硫酸;二级酸烃分离装置用于对烷基化产物中夹带少量的硫酸进行精细分离,除 去较小颗粒粒径的硫酸;
[0053] 与酸烃分离段串联的吸附装置,其内部装有交换吸附树脂床,用于吸附烷基化产 物中极微量的硫酸,以把烷基化产物中的硫酸浓度降到I mg / kg以下。
[0054] 在本发明中,所述酸洗分离罐下部的酸洗丝网填料的空隙率大于90%,丝网纤维 直径为〇. 3~4mm,厚度为100~300mm,由聚四氟乙稀纤维和金属纤维按照一定的编制方 式编织而成;所述酸洗分离罐上部的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200mm以上,其前半段由聚四氟乙稀纤维和金属纤维按照一定的编制 方式编织而成,后半段由聚丙烯纤维和金属纤维按照一定的编制方式编织而成,其可以有 效拦截、聚并分离95%以上的硫酸及其溶解物,剩下未除尽的硫酸将被送进酸烃分离段进 行多级纤维膜分离,从而达到除尽烷基化产物中硫酸的目的。
[0055] 在本发明中,所述酸洗分离罐内的酸洗丝网填料和分离丝网填料之间的最短距离 为0. 3~4D,且不少于500mm (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 述防冲整流器为选自多孔管、分支管、防冲挡板、斜板和列式叶片中的一种。
[0056] 较佳地,设置实现梯度分离的两级或多级酸烃分离装置,优选两级酸烃分离装置。 所述一级酸烃分离装置的内部装有两段具有特殊结构构造的纤维膜床,可分离大粒径的硫 酸颗粒。所述二级酸烃分离装置的内部装有两段经过超亲水或超亲油改性处理的纳米纤维 膜制成的过滤滤芯,能够有效分离粒径较小的硫酸颗粒。其有益效果是实现了对流出物中 所夹带的酸进行梯度分离,特别是经过改性的纳米纤维材料对酸的分离能力更好。
[0057] 在本发明中,所述一级酸烃分离装置的内部装有两段具有特殊结构构造的纤维膜 床;所述纤维膜床的孔隙率为80 %~90 %,所述纤维膜床的纤维直径小于200 μ m ;每段纤 维膜床厚度为200mm以上;其中每段纤维膜床的前半段由聚四氟乙烯纤维编织而成;每段 纤维膜床的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等中的一种 或多种编织而成。
[0058] 在本发明中,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 ;所述每段滤芯的纳米纤维
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