一種碳四餾分分子篩脫水的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及在不存在氫的情況下用固體吸附精制烴油，特別涉及一種碳四餾分分 子篩脫水的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前石油化工或煤化工企業(yè)中，由于上游裝置工藝的因素，如MTBE裝置中采用水 萃取甲醇分離出碳四餾分，使得碳四餾分帶水，經(jīng)聚結(jié)器脫水后，碳四餾分含水量為300~ 500 μ g/g。碳四餾分作為下游裝置原料時(shí)，對(duì)其含水量有比較高的要求，如作為烷基化裝置 或烯烴聚合裝置的原料，水含量要求小于5 μ g/g，因此碳四餾分的水含量過(guò)高會(huì)影響下游 裝置運(yùn)行或產(chǎn)品質(zhì)量，因此碳四餾分進(jìn)下游裝置前需脫水處理。
[0003] 分子篩是一種硅鋁酸鹽，主要由硅鋁通過(guò)氧橋連接組成空曠的骨架結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu) 中有很多孔徑均勻的孔道和排列整齊、內(nèi)表面積很大的空穴。此外還有含電價(jià)較低而離子 半徑較大的金屬離子和化合態(tài)的水。由于水分子在加熱后連續(xù)地失去，但晶體骨架結(jié)構(gòu)不 變，形成了許多大小相同的空腔，空腔又有許多直徑相同的微孔相連，比孔道直徑小的物質(zhì) 分子吸附在空腔內(nèi)部，而把比孔道大的分子排斥在外，從而使不同大小形狀的分子分開(kāi)，起 到篩分分子的作用，因而稱作分子篩。
[0004] 為了取得好的操作性能和盡可能長(zhǎng)的壽命，分子篩吸附飽和后必須再生。工業(yè)上 一般是用經(jīng)預(yù)熱的再生氣加熱至200~315°C吹掃分子篩，并帶走脫附下來(lái)的吸附質(zhì)。
[0005] 根據(jù)碳四餾分中各組分的分子結(jié)構(gòu)和極性與水分子的差異，可以使用3A或4A分 子篩對(duì)碳四餾分脫水。
[0006] 分子篩用于輕烴類組分脫水，特別是天然氣脫水已是公知的技術(shù)，分子篩烴類液 相脫水如丙烯、丁烯等純組分應(yīng)用較為普遍，分子篩脫水帶來(lái)物料損耗以及分子篩再生環(huán) 節(jié)的能耗，受到關(guān)注較少。
[0007] 當(dāng)分子篩塔中的分子篩吸水飽和后，多數(shù)液相物料排入輕污油系統(tǒng)或烴類放空系 統(tǒng)，沒(méi)有獨(dú)立的回收設(shè)施。
[0008] 輕烴類組分液相分子篩脫水，再生介質(zhì)多使用惰性氣體如氮?dú)?，氮?dú)獾南恼家?相分子篩脫水單元能耗70%以上，大量的再生氣排入工廠烴類放空系統(tǒng)也會(huì)對(duì)工廠產(chǎn)生不 利影響。
[0009] 《現(xiàn)代化工》，2003, 23 (12)，38-40,應(yīng)用C4+混合輕烴液相脫水技術(shù)對(duì)天然氣處理裝 置進(jìn)行工藝改造，采用3臺(tái)內(nèi)裝填有4A分子篩的吸附塔，兩臺(tái)串聯(lián)，1臺(tái)備用進(jìn)行脫水，脫后 C4+混合輕烴含水量小于10 X 10 6質(zhì)量含量，該文的背景為天然氣企業(yè)，采用干氣對(duì)4A分子 篩進(jìn)行再生，但對(duì)于石油化工企業(yè)，適用性不強(qiáng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的目的是提供一種碳四餾分分子篩脫水的方法，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，利 用3A和4A分子篩，通過(guò)泄壓回收、再生氣循環(huán)對(duì)含水量為300~500 μ g/g的碳四餾分進(jìn) 行分子篩脫水，脫水后碳四餾分含水量小于5 μ g/g，在保證碳四餾分脫水指標(biāo)的前提下，實(shí) 現(xiàn)碳四餾分分子篩脫水物耗和能耗優(yōu)化。
[0011] -種碳四餾分分子篩脫水的方法，包括：
[0012] 1)吸附：原料依次進(jìn)入分子篩脫水塔1和分子篩脫水塔2進(jìn)行分子篩脫水，脫水 后的碳四餾分作為產(chǎn)品出裝置，分子篩脫水塔1出口的物流含水量大于5 μ g/g時(shí)，切出分 子篩脫水塔1，進(jìn)入步驟2)，原料依次進(jìn)入分子篩脫水塔2和分子篩脫水塔3進(jìn)行分子篩 脫水，當(dāng)分子篩脫水塔2出口的物流含水量大于5 μ g/g時(shí)，切出分子篩脫水塔2,進(jìn)入步驟 2)，原料依次進(jìn)入分子篩脫水塔3和分子篩脫水塔1進(jìn)行分子篩脫水，當(dāng)分子篩脫水塔3出 口的物流含水量大于5 μ g/g時(shí)，切出分子篩脫水塔3,進(jìn)入步驟2);
[0013] 2)卸壓回收：步驟1)切出的分子篩脫水塔1、2或者3打開(kāi)分子篩脫水塔底的排 放泄壓閥和分子篩脫水塔1、2或者3頂?shù)男箟浩胶忾y，將分子篩脫水塔內(nèi)的原料排至泄壓 回收罐8,分子篩脫水塔與泄壓回收罐8壓力平衡時(shí)，關(guān)閉排放泄壓閥和泄壓平衡閥，開(kāi)啟 放空閥，分子篩脫水塔壓力與放空系統(tǒng)壓力平衡時(shí)，泄壓完成，分子篩脫水塔進(jìn)入步驟3)， 泄壓回收罐中的原料經(jīng)泵9與原料14混合；
[0014] 3)再生：開(kāi)啟再生氣加熱器4、再生氣換熱器12、再生氣空冷器5、再生氣分水器 6、和再生氣風(fēng)機(jī)7,逐步將再生氣加熱至200~250°C，引入來(lái)自步驟2)泄壓后的分子篩脫 水塔1、2或者3,再生氣溫度200~250°C，維持8~36小時(shí)后，逐步降溫，關(guān)閉再生氣加熱 器4,切換成冷吹，啟動(dòng)再生氣風(fēng)機(jī)7,再生氣風(fēng)機(jī)7出口再生氣經(jīng)再生冷卻器10和再生氣 脫水塔11，進(jìn)入分子篩脫水塔1、2或者3降至40~45°C，關(guān)閉再生氣風(fēng)機(jī)7,分子篩脫水塔 1、2或者3再生結(jié)束，重復(fù)步驟1)。
[0015] 所述分子篩塔脫水塔為3A和4A分級(jí)裝填，在分子篩脫水塔下部裝填4A分子 篩，上部裝填3A分子篩，原料中丙烷和碳四烯烴含量> 50質(zhì)量％時(shí)，3A與4A比例為4~ 6 : 4~6;原料中丙烷和碳四烯烴含量30~50質(zhì)量％時(shí)，3A與4A比例為3~4 : 6~ 7;原料中丙烷和碳四烯烴含量彡30質(zhì)量％時(shí)，3A與4A比例為0~3 : 7~10。
[0016] 所述的泄壓回收，當(dāng)分子篩脫水塔吸水飽和切出后，打開(kāi)泄壓閥16和泄壓平衡閥 17,將分子篩脫水塔內(nèi)的原料排至泄壓回收罐8中，當(dāng)分子篩脫水塔1、2或3與泄壓回收罐 8壓力平衡時(shí)，泄壓閥16和泄壓平衡閥17,回收罐8中的原料經(jīng)泵9與原料14混合。
[0017] 所述的再生步驟，再生氣溫度200~250°C，維持10~30小時(shí)后，逐步降溫，關(guān)閉 再生氣加熱器4,切換成冷吹，啟動(dòng)再生氣風(fēng)機(jī)7,再生氣風(fēng)機(jī)7出口再生氣經(jīng)再生冷卻器10 和再生氣脫水塔11，進(jìn)入分子篩脫水塔1、2或者3降至40~45°C，關(guān)閉再生氣風(fēng)機(jī)7。
[0018] 本發(fā)明一種碳四餾分分子篩脫水的方法，采用三個(gè)分子篩脫水塔吸附-再生，在 正常操作為兩臺(tái)串聯(lián)，一臺(tái)備用，在分子篩脫水塔出口設(shè)置在線微量水分析儀，當(dāng)檢測(cè)到分 子篩脫水塔出口物流的水含量大于5 μ g/g時(shí)，切出該分子篩脫水塔，原來(lái)串聯(lián)操作的第二 臺(tái)分子篩脫水塔切至第一臺(tái)分子篩脫水塔原備用分子篩脫水塔切換至第二臺(tái)分子篩脫水 塔。
[0019] 切出的分子篩脫水塔進(jìn)入泄壓回收和再生程序，打開(kāi)分子篩脫水塔底的泄壓閥和 分子篩脫水塔頂?shù)男箟浩胶忾y，將碳四餾分泄壓排至泄壓回收罐8,當(dāng)分子篩脫水塔與泄 壓回收罐壓力平衡時(shí)，關(guān)閉泄壓閥和泄壓平衡閥，再開(kāi)啟放空閥，油氣經(jīng)放空線排至放空系 統(tǒng)，當(dāng)分子篩脫水塔壓力降至接近放空系統(tǒng)壓力時(shí)，泄壓完成。
[0020] 泄壓完成后，引入再生氣，開(kāi)啟再生氣加熱器和再生氣換熱器、再生氣空冷器、再 生氣分水器、再生氣風(fēng)機(jī)等，實(shí)現(xiàn)再生氣循環(huán)，將再生氣逐步加熱至200~250°C，電加熱器 出口溫度保持200~250°C，8~36小時(shí)后，按一定的降溫速率，停再生氣加熱器后，再生氣 切至冷吹流程，再生氣風(fēng)機(jī)出口再生氣經(jīng)再生冷卻器和再生氣脫水塔后，對(duì)分子篩脫水塔 冷吹，冷吹至分子篩脫水塔降至40~45°C，停再生氣風(fēng)機(jī)，分子篩脫水塔切出再生氣循環(huán) 流程。
[0021] 分子篩再生完成后。經(jīng)分子篩塔底充液截止閥充液，慢慢開(kāi)啟充液截止閥，將分子 篩塔充液至操作壓力，關(guān)閉截止閥。分子篩塔至備用狀態(tài)。整個(gè)再生程序完成。
[0022] 與現(xiàn)有技術(shù)本發(fā)明一種碳四餾分分子篩脫水的方法具有以下效果：
[0023] I) 3A分子篩和4A分子篩在碳四餾分分子篩脫水塔中分級(jí)裝填，提高脫水效率的 同時(shí)保證分子篩的脫水效果；
[0024] 2)設(shè)置獨(dú)立泄壓回收設(shè)施，提高碳四餾分收率，大幅降低物料損耗，物料損耗率小 于0. 01%質(zhì)量百分比，有利于降低液相分子篩脫水單元的運(yùn)行成本；
[0025] 3)設(shè)置再生氣循環(huán)流程，一方面大幅降低氮?dú)獾南?，有利于工廠的生產(chǎn)安全，同 時(shí)避免大量惰性氣體排入放空系統(tǒng)，另一方面降低了分子篩脫水單元的能耗。
【附圖說(shuō)明】
[0026] 圖1 :本發(fā)明一種碳四餾分分子篩脫水的方法流程示意圖。
[0027] 其中：
[0028] 1.分子篩脫水塔，2.分子篩脫水塔，3.分子篩脫水塔，4.再生