本發(fā)明涉及石油化工，尤其是涉及一種同時(shí)脫除異戊烷油中水分、羧酸和烯烴的裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、異戊烷產(chǎn)品用途廣泛，可作為可發(fā)性聚苯乙烯及聚氨酯泡沫體系的發(fā)泡劑，用于無(wú)氟冰箱、冰柜、冷庫(kù)及管線的保溫等領(lǐng)域；可作線性低密度聚乙烯催化劑的載溶劑，脫瀝青的工業(yè)溶劑、分子篩脫蠟的萃取劑等；也可作為化工原料，如異戊烷脫氫制異戊烯、異戊二烯，戊烷混合物經(jīng)氯化、精餾、催化水解，可生產(chǎn)粗戊醇。隨著聚烯烴技術(shù)的不斷提高,生產(chǎn)符合聚烯烴用載熱劑質(zhì)量的戊烷指標(biāo)要求也越來(lái)越高。

2、異戊烷中的烯烴的分離能夠提高異戊烷的純度，以使純化得到的異戊烷作為原料用于化工產(chǎn)品的加工，但分離效率低，且成本高。另外，異戊烷油中的微量水分和羧酸也會(huì)有較大的影響。異戊烷油作為發(fā)泡劑使用時(shí)，其中發(fā)泡劑要求溴指數(shù)小于100mgbr/100g油，傳統(tǒng)上一般需采用加氫精制的方法脫除的少量烯烴。因此，對(duì)異戊烷油中的微量水分、微量羧酸和微量烯烴脫除具有很重要的意義。目前的專(zhuān)利報(bào)道中對(duì)異戊烷的微量雜質(zhì)處理，主要集中在微量烯烴、微量水分的脫除，尚未出現(xiàn)同時(shí)脫除微量烯烴、微量水分和微量羧酸的方法。

3、中國(guó)專(zhuān)利cn1810743a公開(kāi)了一種利用裂解碳五餾份的方法。該方法既可以選擇性加氫以生產(chǎn)戊烯，也可以采用全加氫過(guò)程生成戊烷，具有投資少，見(jiàn)效快，產(chǎn)品種類(lèi)及其組成靈活等特點(diǎn)。中國(guó)專(zhuān)利cn1919809a介紹了一種生產(chǎn)高純度戊烷發(fā)泡劑的節(jié)能工藝，該發(fā)明所生產(chǎn)的戊烷純度可達(dá)99.8％以上，可直接生產(chǎn)戊烷發(fā)泡劑產(chǎn)品。戊烷油加氫精制既可為綜合利用碳五餾分提供一種切實(shí)可行的途徑，又可補(bǔ)充需求量正日益增大的戊烷來(lái)源。但是加氫精制過(guò)程工藝相對(duì)復(fù)雜，對(duì)設(shè)備材質(zhì)要求高，催化劑往往是貴金屬，制造成本高，同時(shí)其運(yùn)行成本相對(duì)較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，提供一種同時(shí)脫除異戊烷油中水分、羧酸和烯烴的裝置及方法，采用雙干燥器切換、兩種固體催化劑組合裝填的方法用于異戊烷油中脫除微量水分、微量羧酸和微量烯烴，可發(fā)生協(xié)同脫除作用，具有催化劑活性高、穩(wěn)定性好、使用壽命長(zhǎng)且環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、一種同時(shí)脫除異戊烷油中水分、羧酸和烯烴的裝置，包括通過(guò)管路連接的干燥單元和催化反應(yīng)單元；所述的干燥單元包括兩個(gè)并聯(lián)的干燥器，所述的干燥器內(nèi)裝填有分子篩干燥劑；所述的催化反應(yīng)單元中按照異戊烷油原料的流動(dòng)方向分別裝填催化劑a和催化劑b，所述的催化劑a為mgo、cao及zno的一種或兩種組合；所述的催化劑b為經(jīng)磷鎢酸和硝酸鹽的混合溶液處理的y分子篩催化劑。

4、本發(fā)明通過(guò)干燥單元，采樣分子篩干燥劑對(duì)異戊烷油中的微量水分進(jìn)行吸附脫除，并利用并聯(lián)的雙干燥器進(jìn)行再生更換來(lái)解決因干燥器吸附飽和引起停車(chē)的問(wèn)題，可以大大提升脫除異戊烷油微量水分的效率；另外，異戊烷油中所含的微量羧酸和烯烴可以在催化反應(yīng)單元中反應(yīng)去除。在催化反應(yīng)單元中，采樣固體催化劑組合填裝的方法，利用堿性催化劑a吸附異戊烷油中微量的羧酸組分，將異戊烷油中酸度(以乙酸計(jì))降至2以下(q/syds?0531標(biāo)準(zhǔn))；同時(shí)在固體酸催化劑b的作用下使烯烴發(fā)生烷基化及疊合反應(yīng)而除去，具有工藝簡(jiǎn)單，成本低，操作方便的優(yōu)點(diǎn)，可用于異戊烷發(fā)泡劑的工業(yè)生產(chǎn)。本發(fā)明針對(duì)異戊烷油中的烯烴類(lèi)雜質(zhì)的特性，選用磷鎢酸和硝酸鹽對(duì)y分子篩進(jìn)行改性，賦予催化劑b特定的活性位點(diǎn)，使其可以有效催化異戊烷油中的烯烴類(lèi)反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)較高的烯烴脫除率。本發(fā)明同時(shí)將分子篩干燥劑、堿性催化劑和改性y分子篩組合應(yīng)用于異戊烷油中同時(shí)脫除微量水分、微量羧酸和微量烯烴。干燥劑、催化劑a和催化劑b相互配合并且有選擇性地各司其職，最終使得整個(gè)催化劑單元具有非常好的催化劑活性和穩(wěn)定性。

5、作為優(yōu)選，所述的分子篩干燥劑為氧化鋁、cao、cacl2、樹(shù)脂、3a、4a和5a型的一種或兩種混合。

6、作為優(yōu)選，所述的磷鎢酸和硝酸鹽的混合溶液中，硝酸鹽為硝酸鐵、硝酸鈷、硝酸鎳、硝酸銅中的一種或多種；磷鎢酸和硝酸鹽的摩爾比為1:1～3。

7、作為優(yōu)選，磷鎢酸和硝酸鹽的混合溶液中磷鎢酸和硝酸鹽的總濃度為5.0～20.0wt％。

8、作為優(yōu)選，催化反應(yīng)單元中，催化劑a和催化劑b的裝填質(zhì)量比為1～2:1～10。

9、作為優(yōu)選，所述的催化劑a和催化劑b之間填充有用于隔離的惰性區(qū)，所述惰性區(qū)的填充厚度不低于催化劑a和催化劑b的填充厚度。

10、作為優(yōu)選，所述惰性區(qū)的填充料為惰性玻璃珠和/或瓷環(huán)。

11、作為優(yōu)選，所述的催化反應(yīng)單元為固定床反應(yīng)器。

12、本發(fā)明還公開(kāi)了一種使用上述的裝置同時(shí)脫除異戊烷油中水分、羧酸和烯烴的方法，包括如下步驟：

13、(1)異戊烷油原料經(jīng)過(guò)計(jì)量泵進(jìn)入干燥單元，經(jīng)吸附作用脫除異戊烷油中的水分；

14、(2)將脫除水分后的物料與氣體混合后進(jìn)行預(yù)熱，在一定氣體壓力下，通入催化反應(yīng)單元，依次經(jīng)過(guò)催化劑a和催化劑b后脫除羧酸和烯烴。

15、作為優(yōu)選，異戊烷油在干燥單元中的質(zhì)量空速為0.5-1.5h-1，異戊烷油在催化反應(yīng)單元中的質(zhì)量空速為0.6-2.0h-1。

16、作為優(yōu)選，步驟(2)中所述的氣體為氫氣、氮?dú)夂蜌鍤獾囊环N，壓力為0.5-2.0mpa；催化反應(yīng)單元中的床層溫度為80-180℃。

17、作為優(yōu)選，所述的異戊烷油原料為石腦油重整加氫裝置精餾后的異戊烷或戊烷異構(gòu)體產(chǎn)物，以乙酸計(jì)，酸度大于5；溴指數(shù)大于10mgbr/100g；水分含量大于80ppm。

18、因此，本發(fā)明具有如下有益效果：

19、(1)可同時(shí)除去異戊烷油中的微量水分、微量羧酸和微量烯烴，獲得合格的異戊烷油產(chǎn)品；

20、(2)和傳統(tǒng)的用于脫微量烯烴的白土催化劑或現(xiàn)有分子篩催化劑相比，本發(fā)明中所采用的改性y分子篩催化劑具有較高的壽命，催化劑的活性好，產(chǎn)品的溴指數(shù)低，異戊烷損失??；

21、(3)本發(fā)明中所使用的分子篩干燥劑、催化劑a和催化劑b均具有可再生性能，有效避免了固體廢棄物的產(chǎn)生，對(duì)環(huán)境影響較小。

技術(shù)特征：

1.一種同時(shí)脫除異戊烷油中水分、羧酸和烯烴的裝置，其特征是，包括通過(guò)管路連接的干燥單元和催化反應(yīng)單元；所述的干燥單元包括兩個(gè)并聯(lián)的干燥器，所述的干燥器內(nèi)裝填有分子篩干燥劑；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是，所述的分子篩干燥劑為氧化鋁、cao、cacl2、樹(shù)脂、3a、4a和5a型的一種或兩種混合。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是，所述的磷鎢酸和硝酸鹽的混合溶液中，硝酸鹽為硝酸鐵、硝酸鈷、硝酸鎳、硝酸銅中的一種或多種；磷鎢酸和硝酸鹽的摩爾比為1:1~3。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的裝置，其特征是，磷鎢酸和硝酸鹽的混合溶液中磷鎢酸和硝酸鹽的總濃度為5.0~20.0wt%。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的裝置，其特征是，催化反應(yīng)單元中，催化劑a和催化劑b的裝填質(zhì)量比為1~2:1~10。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是，所述的催化反應(yīng)單元為固定床反應(yīng)器。

7.一種使用如權(quán)利要求1~6任一所述的裝置同時(shí)脫除異戊烷油中水分、羧酸和烯烴的方法，其特征是，包括如下步驟：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征是，異戊烷油在干燥單元中的質(zhì)量空速為0.5-1.5?h-1，異戊烷油在催化反應(yīng)單元中的質(zhì)量空速為0.6-2.0?h-1。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征是，步驟（2）中所述的氣體為氫氣、氮?dú)夂蜌鍤獾囊环N，壓力為0.5-2.0?mpa；催化反應(yīng)單元中的床層溫度為80-180℃。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征是，所述的異戊烷油原料為石腦油重整加氫裝置精餾后的異戊烷或戊烷異構(gòu)體產(chǎn)物，以乙酸計(jì)，酸度大于5；溴指數(shù)大于10?mgbr/100g；水分含量大于80?ppm。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種同時(shí)脫除異戊烷油中水分、羧酸和烯烴的裝置及方法，包括通過(guò)管路連接的干燥單元和催化反應(yīng)單元；所述的干燥單元包括兩個(gè)并聯(lián)的干燥器，所述的干燥器內(nèi)裝填有分子篩干燥劑；所述的催化反應(yīng)單元中按照異戊烷油原料的流動(dòng)方向分別裝填催化劑A和催化劑B，所述的催化劑A為MgO、CaO及ZnO的一種或兩種組合；所述的催化劑B為經(jīng)磷鎢酸和硝酸鹽的混合溶液處理的Y分子篩催化劑。本發(fā)明采用雙干燥器切換、兩種固體催化劑組合裝填的方法用于異戊烷油中脫除微量水分、微量羧酸和微量烯烴，可發(fā)生協(xié)同脫除作用，具有催化劑活性高、穩(wěn)定性好、使用壽命長(zhǎng)且環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：趙偉,湯磊,朱志榮,孫曉明,賈文志
受保護(hù)的技術(shù)使用者：寧波中金石化有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10