一种甲苯脱氮的方法技术

一种甲苯脱氮的方法，将甲苯原料由泵输送入装填有颗粒白土作为吸附剂的固定床反应器，质量空速为1～3hr-1，温度为20～50℃，压力为0.3～1.0MPa，甲苯中的碱性氮在颗粒白土表面发生化学吸附反应并被脱除，脱氮后的甲苯由固定床反应器出口处排出。当吸附剂的吸附总氮达到饱和或者吸附剂床层出口处甲苯产品中总氮含量≥3mg/kg时，停止进料，进行吸附剂的原位再生反应，氮气体积空速为100～300hr-1，压力为常压，再生反应时间为10～30hr，再生反应温度为220～260℃。本发明专利技术是通过将吸附饱和的失活颗粒白土进行再生，延长其使用周期，在有效降低甲苯脱氮成本的同时，可以大幅减少会造成环境污染的固体废弃物排放量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种甲苯脱氮的方法，特别涉及将含有碱性物质吗啉的甲苯通过由颗粒白土构成的固定床吸附剂床层进行脱氮，在吸附剂吸附饱和后，失活的吸附剂通过原位再生恢复吸附性能后再用于脱氮，得到中性试验合格的甲苯产品的方法。
技术介绍
在以裂解加氢汽油为原料进行芳烃抽提生产高纯度的苯和甲苯时，所使用的溶剂吗呋啉会发生水解反应生成呈碱性的吗啉（化学名为1,4-氧氮杂环己烷），而吗啉沸点与甲苯接近，无法通过精馏来脱除吗啉，导致甲苯产品中的含氮量偏高，中性试验呈碱性，无法生产出合格的甲苯产品。颗粒白土作为一种脱氮效果良好的油品脱氮剂得到广泛的应用。经颗粒白土处理后的甲苯，其总氮可由30mg/kg降至3mg/kg以下，达到了合格甲苯产品的要求。但是由于颗粒白土对总氮的吸附容量极低只有约1%，因此需采用两个及以上的吸附剂床层频繁更换颗粒白土来保证甲苯产品中总氮≤3mg/kg。在上述的技术方案中，颗粒白土在吸附总氮达到饱和或者吸附剂床层出口处甲苯产品中总氮≥3mg/kg时，颗粒白土需要重新更换，卸出的含油颗粒白土或进行填埋或进行高温焚烧处理，由此使得甲苯脱氮成本增加及产生大量的固体废弃物，造成严重的环境污染。
技术实现思路
为克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种甲苯脱氮的方法，通过将含有吗啉的甲苯通过由颗粒白土构成的固定床吸附剂床层进行脱氮，得到中性试验合格的甲苯产品的方法。本专利技术所要解决的技术问题是在吸附剂的吸附总氮达到饱和时，失活的吸附剂通过原位再生恢复吸附性能后再用于脱氮并得到中性试验合格的甲苯产品的方法。以下是本专利技术具体的技术方案：一种甲苯脱氮的方法，其特点在于，将甲苯原料由泵输送入装填有颗粒白土作为吸附剂的固定床反应器，质量空速为1～3hr-1，温度为20～50℃，压力为0.3～1.0MPa，甲苯中的碱性氮在颗粒白土表面发生化学吸附反应并被脱除，脱氮后的甲苯由固定床反应器出口处排出。当吸附剂的吸附总氮达到饱和或者吸附剂床层出口处甲苯产品中总氮含量≥3mg/kg时，停止进料，进行吸附剂的原位再生反应，氮气体积空速为100～300hr-1，压力为常压，再生反应时间为10～30hr，再生反应温度为220～260℃。优选的，所述的颗粒白土的粒度为20～60目、酸度小于或等于2.5KOHmg/g，颗粒白土固定床反应器中填充密度为0.65～0.70g/ml。优选的，所述的质量空速为1.5～2.0hr-1，温度为30～40℃，压力为0.6～0.8MPa。优选的，所述的再生反应温度为240～250℃，氮气体积空速为150～250hr-1，再生反应时间为15～25hr。颗粒白土通常是以膨润土为原料，以无机酸为活化剂来制备。膨润土的主要成分为蒙脱石，蒙脱石是三层结构的粘土矿物,具有由两层硅氧四面体夹一层铝氧八面体所组成的2:1型晶体结构。晶层内部存在离子交换,四面体中部分Si4+可被Al3+置换,八面体中部分Al3+又可被Ca2+、Mg2+等置换,致使晶体带负电荷。为达到电荷平衡,就要吸附Ca2+、Mg2+、K+、Na+等阳离子。在用无机酸对膨润土进行活化时，H+取代可交换的金属离子,在表面形成了丰富的B酸和L酸中心，这赋予了颗粒白土良好的脱氮性能。当含有吗啉的甲苯在颗粒白土表面吸附时，颗粒白土的B酸和L酸中心可与吗啉的氮原子发生中和反应，形成相应的胺盐并沉积在颗粒白土表面，达到脱氮的目的。由于吸附剂吸附吗啉的过程为化学吸附，一个吸附剂的酸中心只能吸附一个分子的吗啉，由此使得颗粒白土的饱和吸附容量只能达到约1%左右。本专利技术的关键是在于由颗粒白土的B酸和L酸中心可与吗啉的氮原子生成的胺盐具有高温分解的特殊性。吸附饱和的颗粒白土在高温下吗啉会从吸附剂表面经胺盐的分解脱附，同时颗粒白土的B酸和L酸中心得以恢复，并重新具备吸附脱氮的功能。与现有技术相比，本专利技术的优点是通过将吸附饱和的失活颗粒白土进行再生，延长其使用周期，在有效降低甲苯脱氮成本的同时，可以大幅减少会造成环境污染的固体废弃物排放量。具体实施方式下面通过实施例来对本专利技术的细节作进一步的描述。在实施例中，颗粒白土处理量由下式计算：一种甲苯脱氮的方法，将甲苯原料由泵输送入装填有颗粒白土作为吸附剂的固定床反应器，质量空速为1～3hr-1，温度为20～50℃，压力为0.3～1.0MPa，甲苯中的碱性氮在颗粒白土表面发生化学吸附反应并被脱除，脱氮后的甲苯由固定床反应器出口处排出。当吸附剂的吸附总氮达到饱和或者吸附剂床层出口处甲苯产品中总氮含量≥3mg/kg时，进行吸附剂的原位再生反应，氮气体积空速为100～300hr-1，压力为常压，再生反应时间为10～30hr，再生反应温度为220～260℃。【实施例1～10】一、甲苯脱氮甲苯的脱氮在尺寸为的不锈钢管式固定床反应器中进行。反应器中装装填颗粒白土100ml，颗粒白土的粒度为20～60目、酸度≤2.5KOHmg/g，填充密度为0.65～0.70g/ml。反应器外部装有电加热温控系统，在颗粒白土床层的上、中、下分别安装测温铂电阻。反应进料量由进料泵控制，系统压力由背压阀调节。假设原料甲苯中总氮含量为30mg/kg，中性试验呈碱性；要求脱氮后的甲苯中总氮含量为≤3mg/kg，中性试验合格。各实施例的条件及结果见表1。【实施例11～20】二、失活颗粒白土再生及脱氮在上述甲苯脱氮过程中，当反应器出口物料中总氮含量为2.96mg/kg时(实施例10)，停止进料，用氮气吹扫。采用反应器原位再生方式进行吸附剂的再生，再生条件和再生后的脱氮结果见表2的实施例11～15，再生前后吸附剂的脱氮条件及性能对比见表1的实施例6～10和表2的实施例15～20。表1.表2.本专利技术的主要目的在于用于甲苯脱氮的催化剂可以再生，现有技术中对于甲苯脱氮的催化剂的不再再生，本专利技术通过催化剂的再生，表1是新鲜催化剂脱氮情况，表2是对催化剂进行再生，再生催化剂的脱氮情况。本专利技术主要是通过将吸附饱和的失活颗粒白土进行再生，延长其使用周期，在有效降低甲苯脱氮成本的同时，可以大幅减少会造成环境污染的固体废弃物排放量。虽然本专利技术已将较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本专利技术的内容，任何熟悉此技艺者，在不脱离本专利技术的主要精神和内容范围内，当可作各种更动与润饰，因此专利技术的保护范围应以申请专利的实际权利要求范围为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种甲苯脱氮的方法，其特征在于，将甲苯原料由泵输送入装填有颗粒白土作为吸附剂的固定床反应器，质量空速为1～3hr‑1，温度为20～50℃，压力为0.3～1.0MPa，甲苯中的碱性氮在颗粒白土表面发生化学吸附反应并被脱除，脱氮后的甲苯由固定床反应器出口处排出。

【技术特征摘要】
1.一种甲苯脱氮的方法，其特征在于，将甲苯原料由泵输送入装填有颗粒白土作为
吸附剂的固定床反应器，质量空速为1～3hr-1，温度为20～50℃，压力为0.3～1.0MPa，
甲苯中的碱性氮在颗粒白土表面发生化学吸附反应并被脱除，脱氮后的甲苯由固定床反应
器出口处排出。
2.根据权利要求1所述的甲苯脱氮的方法，其特征在于，当吸附剂的吸附总氮达到
饱和或者吸附剂床层出口处甲苯产品中总氮含量≥3mg/kg时，停止进料，进行吸附剂的
原位再生反应，氮气体积空速为100～300hr-1，压力为常压，再生反应时间为10～30hr，
再生反应...

【专利技术属性】
技术研发人员：许惠明，徐泽辉，黄鑫，常慧，陆鑫，夏蓉晖，曹强，叶军明，赵剑萍，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石化上海石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11