一種石油烴的吸附脫硫方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種石油烴餾分的脫硫方法，更具體地說，涉及一種石油烴餾分的吸 附脫硫方法。 技術(shù)背景
[0002] 過程強(qiáng)化是指在生產(chǎn)及加工過程中運(yùn)用新技術(shù)和新設(shè)備，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)過程與傳熱、 傳質(zhì)及濃度等過程因素之間的最優(yōu)匹配，從而提高能量效率，增大設(shè)備生產(chǎn)能力，減少廢物 排放。化工過程強(qiáng)化是國內(nèi)外化工界長期奮斗的目標(biāo)，近年來更加引起了人們的重視。在 美國等許多發(fā)達(dá)國家，化工過程強(qiáng)化被列為當(dāng)前化學(xué)工程優(yōu)先發(fā)展的三大領(lǐng)域之一。
[0003] 在化工反應(yīng)過程中涉及多種復(fù)雜反應(yīng)，而且有些反應(yīng)為可逆反應(yīng)，產(chǎn)物濃度影響 著平衡反應(yīng)，為強(qiáng)化反應(yīng)過程，需要引入物理或化學(xué)手段來降低某些反應(yīng)物濃度，以此強(qiáng)化 目的產(chǎn)物收率。在實(shí)現(xiàn)這些過程強(qiáng)化手段時(shí)，需要相應(yīng)的反應(yīng)器相配合實(shí)施。
[0004] US7501111B2提出了一種用于S02和H2S轉(zhuǎn)化為硫和水的管式克勞斯催化反應(yīng)裝 置（徑向流反應(yīng)器），包含硫分離器、至少一個(gè)同心管式反應(yīng)器（徑向反應(yīng)器）和環(huán)形冷凝 區(qū)（熱交換介質(zhì)流動(dòng)區(qū)域）。硫分離器包含反應(yīng)氣、過程氣通道和至少一個(gè)液硫入口。過程 氣通道設(shè)有出口，溫度控制區(qū)包含熱交換介質(zhì)的出入口。反應(yīng)器位于過程氣通道和反應(yīng)氣 通道之間。反應(yīng)器包含環(huán)狀催化反應(yīng)區(qū)，緊鄰反應(yīng)氣通道和冷凝區(qū)。反應(yīng)器將冷凝器和徑 向流反應(yīng)器耦合起來，強(qiáng)化了反應(yīng)過程。
[0005] CN1150331C提出一種移動(dòng)床徑向反應(yīng)器，包括一個(gè)殼體，殼體由圓形側(cè)壁、上封頭 和底部封頭組成，殼體內(nèi)設(shè)有沿殼體軸向由內(nèi)到外依次布置的內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)，內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)之 間形成環(huán)形空間，殼體上設(shè)有反應(yīng)物入口、反應(yīng)物出口，上部封頭上設(shè)有催化劑導(dǎo)入管，底 部封頭設(shè)有催化劑排出管，催化劑導(dǎo)入管和排出管與環(huán)隙空間相連，催化劑排出管在底部 封頭的內(nèi)表面上形成開口，其特征在于：在內(nèi)網(wǎng)的下部設(shè)有裙座，裙座的外表面有上到下沿 內(nèi)部網(wǎng)向外網(wǎng)的方向傾斜，其上緣與內(nèi)網(wǎng)相連，下緣的徑向位置位于所述催化劑排出管的 徑向位置的內(nèi)側(cè)。
[0006] US7125529B2提出了一種具有兩種催化劑床層的徑向流動(dòng)反應(yīng)器。反應(yīng)器包括出 口、入口、三個(gè)同軸的中心管、第一催化劑床層、第二催化劑床層。反應(yīng)器外壁和最外中心管 構(gòu)成的環(huán)隙為流體出料通道，并和反應(yīng)器進(jìn)口相連；最外中心管和居中的中心管構(gòu)成的環(huán) 隙區(qū)為第一床層區(qū)，居中的中心管和最內(nèi)的中心管構(gòu)成的環(huán)隙區(qū)為第二床層區(qū)，中心管圍 成的區(qū)域?yàn)榱黧w通道，并與反應(yīng)器出口相連。各中心管允許流體通過，并阻止催化劑通過。 這種反應(yīng)器只適應(yīng)催化劑活性不變的過程。
[0007] US8101133B2提出了一種徑向流反應(yīng)器，反應(yīng)器的催化劑床層為兩層催化劑床層， 每層催化劑的物性不同。這種徑向流反應(yīng)只能適應(yīng)反應(yīng)過程中催化劑活性不變的反應(yīng)過 程，不能適應(yīng)催化劑緩慢失活的反應(yīng)過程。
[0008] 在一些復(fù)雜的反應(yīng)過程中，反應(yīng)需要不同種類的催化劑，部分反應(yīng)對(duì)催化劑活性 沒有影響，部分反應(yīng)會(huì)造成催化劑失活，失活的催化劑需要再生。如果這些反應(yīng)過程分開進(jìn) 行，則未失活的催化劑就不需要再生。一旦將這些反應(yīng)過程耦合在一起進(jìn)行，傳統(tǒng)的反應(yīng)器 滿足不了這種反應(yīng)過程，勢必造成所有催化劑都進(jìn)行再生，造成能源的浪費(fèi)。
[0009] 汽油吸附脫硫技術(shù)采用具有催化加氫功能和硫吸附功能的吸附脫硫催化劑，化學(xué) 吸附石油烴餾分中含硫化合物中的硫原子，使之保留在吸附劑上，而含硫化合物的烴結(jié)構(gòu) 部分被加氫后返回物流中，從而實(shí)現(xiàn)脫硫過程。吸附脫硫催化劑包含兩種活性組分，一是具 有加氫/脫氫功能的金屬組元，用于斷裂烴分子的C-S，另一種為對(duì)S離子具有化學(xué)吸附功 能。催化劑中吸附劑的硫容量有限，脫硫過程中催化劑表面和孔道內(nèi)的活性中心會(huì)逐漸被 硫原子占據(jù)發(fā)生吸附飽和而失去活性，所以需要對(duì)吸附劑進(jìn)行再生。在吸附劑再生的同時(shí) 催化劑中加氫/脫氫功能的金屬組元也參與再生過程，生成金屬氧化物，需要再臨氫還原。 金屬組元經(jīng)過了無謂的再生、還原，浪費(fèi)了大量的氫氣，還增加了能耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種采用固定床-流化床反應(yīng)器，裝填兩種不同 性質(zhì)催化劑的石油烴餾分的吸附脫硫方法。
[0011] -種石油烴吸附脫硫方法，采用固定床-流化床反應(yīng)器，反應(yīng)器由上至下分為顆 粒沉降區(qū)、反應(yīng)區(qū)和氣體緩沖區(qū)，所述的反應(yīng)區(qū)沿徑向由外向內(nèi)或者由內(nèi)向外分為固定床 層和流化床層；所述的固定床層下部經(jīng)所述的氣體緩沖區(qū)與所述的流化床層相通，固定床 層、流化床層與氣體緩沖區(qū)之間設(shè)置氣體可通過、催化劑顆粒不可通過的隔離板，所述的固 定床層上部與所述的顆粒沉降區(qū)之間封閉，所述的流化床層上部與所述的顆粒沉降區(qū)相 通，所述的固定床層上部設(shè)置流體進(jìn)料口，所述的顆粒沉降區(qū)內(nèi)設(shè)置氣固分離器，所述的氣 固分離器的氣相出口為反應(yīng)器的流體出料口，所述的流化床層還設(shè)置流化催化劑進(jìn)口和出 Π ;
[0012] 采用兩種具有協(xié)同作用的催化劑，所述的固定床層內(nèi)裝填不易失活的加氫脫硫催 化劑，易失活的脫硫吸附劑經(jīng)流化催化劑進(jìn)口進(jìn)入流化床層，石油烴餾分與氫氣由流體進(jìn) 料口進(jìn)入固定床層，與加氫脫硫催化劑接觸石油烴中的含硫烴分子反應(yīng)生成氏5,反應(yīng)油氣 流出固定床層進(jìn)入氣體緩沖區(qū)，由氣體緩沖區(qū)進(jìn)入流化床層，H 2S被化學(xué)吸附在脫硫吸附劑 上，反應(yīng)油氣經(jīng)過流化床層進(jìn)入顆粒沉降區(qū)，經(jīng)氣固分離器進(jìn)行氣固分離，分離出的反應(yīng)油 氣流出反應(yīng)器，得到脫硫后的石油烴產(chǎn)品；分離出的脫硫吸附劑返回流化床層，流化床層中 的脫硫吸附劑逐漸失活，經(jīng)流化催化劑出口移出反應(yīng)器，進(jìn)入吸附劑再生器中再生后返回 循環(huán)利用。
[0013] 本發(fā)明提供的方法適用于餾程范圍在C3餾分~220°C的石油烴餾分的脫硫。
[0014] 本發(fā)明所提供的石油烴吸附脫硫方法的有益效果為：
[0015] 本發(fā)明提供的石油烴吸附脫硫方法，采用固定床-流化床耦合反應(yīng)器，可以裝填 兩種具有協(xié)同作用，失活速度不同的催化劑。固定床層裝填加氫脫硫催化劑實(shí)現(xiàn)汽油的脫 硫反應(yīng)，流化床層裝填吸附脫硫劑實(shí)現(xiàn)對(duì)反應(yīng)過程產(chǎn)生的H 2S的吸附，在吸附脫硫劑頻繁再 生的過程中，加氫脫硫催化劑不隨脫硫吸附劑再生而再生、還原。可減少催化劑的磨損并節(jié) 省了大量用于加氫脫硫催化劑還原的氫氣，簡化了裝置建設(shè)及操作過程、節(jié)省了能耗，并有 利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的連續(xù)化反應(yīng)、再生?？捎糜贑3~220°C餾分段的含硫石油烴餾分的深度脫 硫工藝。另外，本發(fā)明提供的反應(yīng)裝置結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)效率高。
【附圖說明】
[0016] 圖1為本發(fā)明采用的固定床-流化床反應(yīng)器的第一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017] 圖2為本發(fā)明采用的固定床-流化床反應(yīng)器的第二種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018] 圖3為本發(fā)明米用的固定床-流化床反應(yīng)裝置流程7K意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 本發(fā)明提供的石油烴吸附脫硫方法是這樣具體實(shí)施的：
[0020] 一種石油烴吸附脫硫方法，采用固定床-流化床反應(yīng)器，反應(yīng)器自上而下分為顆 粒沉降區(qū)、反應(yīng)區(qū)和氣體緩沖區(qū)，所述的反應(yīng)區(qū)沿徑向由外向內(nèi)或者由內(nèi)向外分為固定床 層和流化床層；所述的固定床層下部經(jīng)和、所述的氣體緩沖區(qū)與所述的流化床層相通，固定 床層、流化床層與氣體緩沖區(qū)之間設(shè)置氣體可通過、催化劑顆粒不可通過的隔離板，所述的 固定床層上部與所述的顆粒沉降區(qū)之間封閉，所述的流化床層上部與所述的顆粒沉降區(qū)相 通，所述的固定床層上部設(shè)置流體進(jìn)料口，所述的顆粒沉降區(qū)內(nèi)設(shè)置氣固分離器，所述的氣 固