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优化脱硫醇操作 降低MTBE硫含量

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工业技术 齐鲁石油化工,QILU PETROCH2EMI01 C6,AL4 T4(E1C):HN5O0—5LOGY3 优化脱硫醇操作 降低MTBE硫含量 王新程 (扬州石化有限责任公司,江苏扬州225200) 摘要:在MTBE装置元脱硫单元时,为应对质量升级,通过对脱硫醇装置进行优化操作,采取调整烃碱比、气提风 量、原料组成、催化剂加入方式等多种手段,将MTBE硫含量降至“苏V”标准。 关键词:MTBE硫含量中图分类号:TE624.5 脱硫措施 文章编号:1009—9859(2016)01—0050—04 文献标识码:B 扬州石化有限责任公司的甲基叔丁基醚装置 (简称MTBE装置)于2005年7月建成投产,其设 1.2 MTBE中硫分布 计产能为10 kt/a。工艺流程如下:气体分馏装置 来的碳四和甲醇混合以后进入膨胀床反应器,反 应后的产物进入共沸蒸馏塔分离,塔底得到MT. BE产品,塔顶得到醚后碳四及其共沸物甲醇,再 进入萃取塔萃取甲醇后送至罐区作为商品液化气 (LPG)。 要降低MTBE中总硫含量,必须弄清楚硫的 形态分布,该公司分别对产品MTBE中硫形态及 分布做了分析。为保证硫分布规律,尽可能减少 误差,保证采样和分析的准确性,在采样期间要 求:保持MTBE装置原料性质、加工量的稳定,控 制醇烯比,反应温度。使用耐压玻璃瓶取样,每个 样品取2个,同时做平行样,保证数据准确性。结 果见表1。 表1 MTBE中硫形态分布 ms/kg 2013年10月1 13,江苏沿江8市实行“苏 V”汽油标准,其中对汽油硫含量的要求是不大 于10 mg/kg,作为汽油调合组分的MTBE也需要 执行“苏V”标准,即“苏V”标准实施后,MTBE 产量硫含量降至不大于10 mg/kg。 1 MTBE中硫来源及硫分布 1.1 MTBE中硫来源 MTBE是由碳四原料中的异丁烯和甲醇在催 化剂强酸性阳离子交换树脂的作用下合成而来, 硫的可能来源是原料碳四、甲醇以及催化剂。 MTBE装置原料碳四来自该公司MCP(重油选择 性催化装置)所产LPG经双脱后气分分离碳二、 碳三得来,碳四中硫含量为3—10 mg/kg。甲醇为 外购国标优级品,国标GB 338 O11对甲醇中 硫含量并无规定。但对甲醇中总硫分析,其硫含 从表1可以看出,重硫组分约占93.78%,其 中二甲基二硫约占81.69%。由于分析仪器为液 相进料,一些较轻的硫组分在取样器中分布在气 相中而未分析出,从流程上来看,MTBE中的原料 碳四是从气体分馏装置脱丙烷塔塔底来,MTBE 产量是从分馏塔塔底来,依据分馏原理,在MTBE 中累积的主要是重硫组分。 收稿日期:2015—09—18;修回日期:2016—01—09。 作者简介:王新程(1978一),男,江苏扬州人,工程师。2011 量均不大于1 mg/kg。在MTBE合成反应中,由于 催化剂磺酸根的脱落造成MTBE硫含量的增加量 一般不大于3 mg/kg,在反应过程中生成的甲基叔 年1月毕业于江苏大学过程装备与控制工程专业,现在扬州 石化有限责任公司化工分厂从事工艺管理工作。电话:0514 —丁基硫醚一般不大于1 mg/kg。因此,MTBE中的 硫主要来源于原料碳四。 86850168;E—mail:jsjdwxc@126.tom。 第1期 王新程.优化脱硫醇操作降低MTBE硫含量 2 MTBE脱硫技术 升管回炼,生产MTBE的运行费用为20~40 t。 2.2.2吸附蒸馏脱硫技术 MTBE脱硫技术一般分为前脱硫和后脱硫技 术。 2.1前脱硫技术 吸附蒸馏原理是利用蒸馏脱除重硫组分,用 高硫容量的液体吸附剂吸附MTBE中的轻硫组 分,吸附剂再通过再生塔再生,进料硫含量可达到 500—1 000 mg/kg,产品硫含量可降至10 mg/kg 以下,运行费用较低,工艺费用较高。 2.2.3催化蒸馏加吸附技术 前脱硫技术是通过对原料进行精制,达到降 硫目的,目前主要方法为催化LPG深度脱硫和利 用脱碳五塔或碳四塔脱硫。 2.1.1深度脱硫 LPG中的硫分为无机硫和有机硫。无机硫即 硫化氢;有机硫主要为甲硫醇、乙硫醇,还有少量 的二甲基二硫、二乙基二硫、甲基乙基二硫、丙硫 醇、甲硫醚、羰基硫等。无机硫通过胺洗脱除,有 机硫中的硫醇通过氢氧化钠碱洗脱除。二硫化 物、甲硫醚、羰基硫通过胺洗或碱洗则很难脱除。 目前国内主要的脱硫技术是MOYOX法和纤维膜 法,后者可以将脱后总硫含量控制在5 mg/kg以下。 2.1.2利用脱碳五塔或碳四塔脱硫 气体分馏装置一般都设置五塔或三塔流程, 国内很多厂家碳四塔和脱碳五塔都处于停用状 态。MTBE中的硫占大多数是重硫组分,而异丁 烯属于轻碳四组分。所以,根据分馏原理可以利 用碳四塔或脱碳五塔脱除碳五和部分重碳四,在 脱碳五和重碳四的同时将大部分重硫组分脱除, 轻硫组分和少量重硫组分随轻碳四和部分重碳四 从塔顶馏出作为MTBE装置原料。由于异丁烯和 其他轻碳四是塔顶组分,因此,运行碳五塔或碳四 塔能耗较高,一般生产MTBE的运行费用达到 150—200 fr./t。 2.2后脱硫技术 后脱硫即对MTBE进行直接脱硫,MTBE为 含氧化合物,而硫化物皆为碳硫化合物,碳硫键能 远高于碳氧键能,若采用加氢脱硫,碳氧键首先加 氢脱氧,造成MTBE损失,所以不采用加氢方法进 行脱硫 J。 国内应用较多的后脱硫主要有以下几种: 2.2.1蒸馏法脱硫 利用重硫组分沸点远高于MTBE的特点,用 板式塔或填料塔分离重硫组分,塔底得到重硫组 分,这部分约占0.3%一0.5%,塔顶得到较轻的 碳四、碳五组分,MTBE从精馏段侧线抽出,这样 就可以将硫脱除到10 mg/kg以下。目前运行的 工业装置中,进料硫含量50~300 mg/kg左右,产 品硫含量为5—8 mg/kg,重硫组分出路进催化提 该技术采用在MTBE蒸馏塔内装填催化剂, 利用催化剂将部分轻硫组分转化为重硫组分,落 至塔釜脱除,塔顶得到的MTBE再进入吸附塔利 用吸附剂脱硫,吸附剂为固体不可再生,这样生产 MTBE的操作费用约100 fr_/t。 2.2.4蒸馏络合脱硫技术 在MTBE蒸馏塔进料时加入防焦络合剂,加 人量约为1%o,生产MTBE的剂费约为25 fr_./t,作 用为:降低硫组分分压,使其迅速落人塔釜;作为 提馏段组分,降低腐蚀;防止重沸器结焦。 上述几种脱硫技术工业应用时间都不长,长 周期运行方面的问题还未显现出来,在选择脱硫 技术的时候,应从工艺费用、操作费用、剂耗费用 及长周期运行等方面综合考虑。 3装置现状及降硫措施 3.1装置运行现状 2012年6月至2013年12月MTBE装置总硫 含量情况,见图1。 图1 MTBE中总硫含量 由图1可知,2013年MTBE中总硫含量均保 持在20 mg/kg左右,远远达不到“苏V”要求的 10 mg/kg。由于目前MTBE装置无脱硫装置,因 此决定从液态烃脱硫醇装置(工艺流程见图2)人 手,来降低脱后液态烃中硫化物的含量,从而降低 MTBE的总硫含量。 齐.鲁石油化工 2016年第44卷 52. QILU PETROCHEMICAL TECHNOLOGY t/h、液态烃进料量为12.6 t/h,计算得出烃碱比 为l0,且MTBE硫含量相对较低,相应钠离子含 量也较低。 3.2.2增大氧化、气提风量 在碱液再生时,均采用了某石化的专利气体 分布器进行高效氧化和气提。气提风量小,会造 成碱液中氧化产物二甲基二硫不能气提走。二甲 基二硫气提不净,夹杂在碱液中与液态烃接触,由 图2液态烃脱硫醇工艺流程示意 1一胺液聚结器;2一液态烃缓冲罐;3一液态烃进 料泵;4~碱液、液态烃静态混合器;5一预碱洗罐; 于二甲基二硫是油溶性的,被液态烃带走后最终 累积到MTBE中;气提风量大,容易造成风带碱, 造成碱液跑损。试验情况见表3。 表2不同碱液循环量下运行结果 级 循环量/ 一6一液化气精细过滤器;7一碱液液膜反应器;8一 水洗循环泵;9一水洗液膜接触器;10一水聚结器; l1一碱液精细过滤器;l2一碱液预过滤器;13一气 液分离罐;l4一碱液循环泵;l5一二硫化物气提 塔;16一氧化塔;17一碱液加热器 二级 液态烃 MTBE中 水洗水 循环量/脱后总硫含量/硫含量/钠离子含量/ L L L L L L L L L L L L 5 5 (t·h )2 (t·h )(mg·I2 2 2 3 3 TI一 )(mg·kg一3 3 4  )(4  g·L一4 4  )5  5 1.2 3.2降硫措施 3.2.1控制合适烃碱比 l_3 1.4 液态烃脱硫醇装置是靠碱液和液态烃接触产 1.5 1.2 3 5 3 2 2 1 3 3 3 l 2 9 2 2 2 6 2 2 2 0 1 8 2 l 1 9 1 3 1 2 生传质达到脱除有机硫的目的。在条件允许的情 况下,增加碱液循环量对脱硫效果有利。纤维膜 脱硫醇是碱液在纤维膜上形成液膜来进行传质, 过大的碱液量使得液膜产生粘连,减小传质面积, 从而降低脱硫效果,还容易造成液态烃中钠离子 超标,并降低MTBE催化剂使用寿命。因此,通过 对各种不同条件下的碱液循环量进行比对,分析 不同循环量下的脱后总硫、MTBE总硫、水洗水钠 离子含量,结果见表2。 1.3 3 5 1.4 1.5 1.2 1.3 1.4 加 " ¨ u加 1.2 1.3 1.4 1.5 1.5 ” 卯∞m 由表2可知,经过多次试验,选定了一级循环 量1.5 t/h、二级循环量1.3 t/h、总循环量为2.8 表3氧化塔、气提塔风量试验结果 等 塔 (m ·‘h 。) 20 25 28 碱 中硫醇 量/(mg·kg )  是否带碱… … 152 106 62 (m ·孳塔 h ) 60 65 70 碱液 二硫化 量/(mg·kg )  是否带碱 ~…一 205 148 103 否 否 否 否 否 否 30 35 28 22 否 是 75 8O 32 22 否 是 由表3可知,将氧化风量(标准态)由20 m / h提高到30 m /h,气提风量(标准态)由50 in /h 提高到75 IT/ /h,未出现风带碱。经分析,碱液中 二甲基二硫含量为45 mg/kg,较设计值200 mg/kg 有较大幅度降低。因此,在此工艺条件下,减少了 二甲基二硫萃取至液态烃中的数量。 3.2.3控制液态烃中碳五含量 加强吸收稳定塔操作,尽可能降低液态烃中 第1期 王新程.优化脱硫醇操作降低MTBE硫含量 ·53· 碳五含量,碳五含量越多,液态烃中重硫组分相对 求。但是,MTBE中硫含量仍时有波动。从长远 看,后续再上后脱硫装置才能确保MTBE中总硫 要多,累积至MTBE中的硫含量就会大幅提高。 碳五质量分数调整前后情况见表4。 含量达到“苏V”标准。 表4碳五质量分数调整前后对比 3.2.4优化脱硫醇催化剂加入方式 原脱硫醇装置催化剂为磺化酞菁钴粉剂,加 入前用碱液溶解加热,容易造成溶解不均匀,造成 图3液态烃脱后总硫对比 催化剂沉积在容器底部,碱液浓度降低较快,催化 剂还容易沉积在液膜反应器过滤器和膜头,造成 差压增大,影响碱液循环量,影响脱硫醇效果。改 邑 用磺化酞菁钴液体剂后解决了以上问题。针对碱 面 液中钴含量波动较大的情况,进行了催化剂加入 钿 储 躏 试验。试验情况见表5。 哥 蛊 }_ 表5 2014年催化剂加入方式钴含量对比 mg/kg 日期(1o钴含量N) 日期(5钴含量ks/2ks/N) 日期(:等 ) 图4 MTBE中总硫含量 03—04 150 40—07 153 05—12 147 (2014—08—15—-o9—2O检修) 03一o6 250 04—09 255 05—14 220 03—14 170 40—17 26o 05—22 210 (2)效益对比 03—21 26o 40—24 253 05—29 215 降低烃碱比,增加了部分电耗,经对碱液循环 03—28 180 05—04 260 06—05 209 泵电功率进行比对可知,每年功耗增加1.69× l0 kW·h。按8 400 h/a、平均电价0.6 166 由表5可知,经过试验,将催化剂加入方式每 (kW·h)计,则增加电费1.04万 a。因此,增 月20 改为每周2.5 kg,解决了碱液中钴含量波 加注风量35 m。/h,年增加风量29.4×10 m。,需 动较大的情况,且同时钴含量符合设计值200 增加费用2.94万元。催化剂加入量每年减少 mg/kg的要求。 120 kg,因此,可降低费用1.026万元。 硫含量为20 mg/kg和10 mg/kg的MTBE,其 4效果及效益 差价约150 t。截止2015年8月份,累计生产 (1)装置运行效果 符合“苏V”标准的MTBE 15 000 t,“苏Ⅳ”的标 在现有的条件下,经过一系列措施后,液态烃 准MTBE约13 000 t,增效约225万元。扣去增加 总硫含量及MTBE中硫含量都得到了控制。见图 的成本,年增效约222万元。 3、图4。 从图3、图4可以看出,经调整后,2014年液 参考文献 态烃脱后总硫含量较2013年有了明显下降,2015 [1]吴艳春.MTBE脱硫技术[El//徐兴忠,付静,何宗 年继续降至1.415 mg/rn。;2014年、2015年MTBE 华,等.MTBE技术协作组第十届年会论文集.山 中总硫含量平均值分别为15.96,9.36 mg/kg,基 东淄博:中国石化齐鲁分公司研究院,2013:156. 本达到“苏V”硫含量要求,可满足产品出厂要 (下转第65页) 第1期 韩旭斌.外浮顶罐运行过程中的二次密封改造 ·65· 封改造,不但进一步降低了原油的储存损耗、减少 参考文献 了油气对大气的污染,而且还保护了一次密封、延 [1] 范继义.油罐[M].北京:中国石化出版社,2007: 长了其使用寿命。 20. SECoNDARY SEALING REFORM oN RUNNING CoURSE oF THE oUTER FLOATING RoOF oIL TANK Han Xubin (Equipment Engineering Department of Qingdao Petrochemical Co.Ltd.,Qingdao Shandong 266043) Abstract:Construction course was strictly managed during operation of the unit.Secondary sealing reform on the outer floating roof oil tank was made,which reduced evaporation loss and reached expected purpose,and the profit was obvious. Key words:outer floating roof tank;secondary sealing;0il gas loss 一--l¨… 一‘-tll…··‘…'i nlh¨。’0…”“ ii ̄i,*11¨1 “iihi n. ̄nb lII II in, ̄jb lII…r 。…【¨ Ih ¨。hI’ …¨h q …I… ‘’I Ihitlq,l*lIII¨ 。IIII i nq,jI ̄lII… …hi  n qOOI…¨ 。 ll¨…I}l|_- 。………I q…- 。¨Iin o ̄OI IJ lp ̄,'lbtq ……“I¨¨ (上接第53页) REDUCTION oF SULFUR CONTENT IN MTBE BY oPTIMIZATIoN oN MERCAPTAN REMoVAL oPERATIoN Wang Xincheng (Yangzhou Petrochemical Co.Ltd.,Yangzhou Jiangsu 225200) Abstract:Optimal operation on the mercaptan removal unit was made to meet quality gra— dation requirement when MTBE plant without desulifdation unit.A variety of means were adopt. ed such as adjustments on ratio of hydrocarbon and alkali,air lift blowing rate,component of the feedstock,addition way of the catalyst,and sulfur content in MTBE was decreased and met Jiangsu V standard. Key words:MTBE;sulfur content;desulfidation;measure “IIIi¨。’II I·_-.¨ -。‘… ”‘IIh “1 161 ̄--一”。III··…I1h q ·‘。¨Itl -。.1¨ - 。… “ l-。‘PII II in. ̄01Ith  hPI I一‘ …“IIh “nil…“IIiIi·r’ ‘’IIhl -911 -“IIh 。。IIIi “*1 1‘…II… - I r“IIh…“‘IIi I·“IIIi *11l lq,-,“nl¨¨一。’IIil¨·“n l重芳烃原料的烷基转移 将由C 以上芳烃、至少一种c ~c7芳烃和氢气组成的第一原料与第一催化剂组合物接触,使至少部分c。以上芳 烃脱烷基,并使得到的c 烯烃饱和形成第二原料。然后第二原料在足以使至少部分c。 芳烃与至少部分C ~c 芳烃 发生烷基转移的条件下与第二催化剂接触,生成包含二甲苯的第一产物。第一催化剂和第二催化剂的组分基本不含无 规氧化铝。(埃克森美孚化学专利有限公司)/W02015187363,2015—12—10 流化催化裂化和烷基化联合工艺 该工艺包括将一种重质烃原料与烃类裂化催化剂在流化反应器区域接触生产轻烯烃,形成含一定馏程烃类的FCC 物流,将FCC物流分离形成至少一种富含C 烃的物流,该含异丁烷和1一丁烯且富含c 的物流进入烷基化反应区,异 丁烷和1一丁烯发生烷基化形成含二甲基己烷和c 烃的反应产物混合物,该混合物经脱水环化形成富含二甲苯的物 流。(美国环球油品公司)/US2015274613,2015—10—01 使用离聚物弹性体的改性沥青组合物及制备方法 该聚合物改性沥青组合物中包括沥青、油、聚合物添加荆和一种离聚物,加热各纽分组成的混合物,使混合物混合足 够时间并达到各组分混合均匀。该组合物可作为密封剂用于水泥或沥青结构中裂缝的密封或粘合,需要将足量的密封 剂填入裂缝或接头中,然后硫化使密封剂与裂缝或接头结合。(加拿大朗盛公司)/W02015127561,2015—09—03 

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