在碱塔中去除烃气流中的酸性气体和硫化合物制造技术

本发明专利技术提供了一种处理含酸性气体（ＣＯ↓［２］、Ｈ↓［２］Ｓ和硫醇）的烃进料气流的方法，该方法包括在多级碱塔中接触进料气流，底部区域使用再循环碱溶液以去除ＣＯ↓［２］和Ｈ↓［２］Ｓ，使其降低至低的百万分之几的浓度，并且上部区域使用基于单程方式的较强的碱溶液以得到排出硫醇的气流。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及去除烃流中的酸性气体和硫化合物的方法。更具体而言，本专利技术涉及在碱塔中去除烃气流中的酸性气体和硫化合物的方法。最具体而言，本专利技术涉及在多级碱塔中，去除蒸汽裂化器和炼油厂气中的酸性气体和硫化合物，包括硫醇。
技术介绍
在石油和石油化学工业中，多种例如但不限于蒸汽裂化器气、流化催化裂化(FCC)气和炼油厂燃料气的烃气流包含酸性气体(例如CO2、H2S和硫醇的化合物)，出于多种原因需要进行处理以去除酸性气体。例如，为满足产品规格、防止使下游催化剂床中毒、气味调控和/或提升燃料热值，需要去除酸性气体。大量酸性气体的去除在胺塔中得以完成，随后使用碱塔完成酸性化合物的去除，使其降低至低的百万分之几的浓度水平。已知通过与例如氢氧化钠(NaOH)的碱的水溶液(该溶液为碱溶液)紧密接触可实现从烃气流中去除CO2和H2S。通过与碱溶液的碱也就是NaOH反应，例如硫化氢和二氧化碳的酸性气体组分被转化成硫化钠(Na2S)、氢硫化钠(NaHS)、碳酸钠(Na2CO3)和碳酸氢钠(NaHCO3)，这些物质被碱溶液吸收并因此从烃气流中去除。在乙烯生产设备或工厂中，用于涤气过程的是一种其中几乎不变地使用氢氧化钠水溶液的石油化学操作(出于简化的原因，虽然本专利技术预期其它的生产设备或工厂，但只对乙烯生产设备进行说明)。在乙烯厂中，在蒸汽存在的情况下，高温下加热例如乙烷、丙烷或更高级油等的饱和脂肪烃进料以裂化饱和烃分子至更低分子量的不饱和烃，例如主要是乙烯，随后是丙烯，再次是不同量的C4、C5和C6单-和二-烯烃，以及更少量的C7和更高重量的饱和与不饱和脂肪族、环和芳香族烃。-->在蒸汽裂化过程中，在烃进料流中加入的和/或存在的任何含硫化合物被转化成硫化氢和/或有机结合硫化合物，同时通过水煤气轮换反应也产生一定量的二氧化碳。随后将由蒸汽裂化所得气体混合物从大约700至大约1000℃的温度范围骤冷至从大约35至大约40℃的较低温度范围，从而使所得气体混合物的大部分水和C7+烃含量得以冷凝并从混合物中分离。骤冷后，通常通过对气体混合物的剩余组分进行多步气体压缩和制冷冷却的预处理以进行低温蒸馏，从而最终以基本纯净的形式回收其乙烯、丙烯和丁烯含量以最后在生产多种聚合物(例如聚乙烯、乙烯共聚物、聚丙烯等)中用作单体。对气体混合物进行适当处理以用于低温蒸馏的一个所需步骤是对裂化气进行洗涤(或净化)以使其基本不含有任何酸性组分，例如硫化氢和二氧化碳。通常地，这已经在多级气体压缩系统的某些级间位置(偶尔在压缩后)得以完成，且其中裂化气流的压力范围为大约10至大约20大气压(atm)。在气-液接触容器(在工业中通常称为“吸收器”、“洗涤器”或“碱塔”)中，压缩气流通过逆流接触与氢氧化钠水溶液接触。在该涤气过程后，从该塔底部排放的氢氧化钠水溶液除了某些未反应的氢氧化钠之外，还含有由从洗涤气流去除酸性气体化合物所产生的硫化钠、氢硫化钠、碳酸钠和碳酸氢钠。为防止碱塔中这些组分浓度的累积，并为向碱塔添加一定量的新鲜的更高强度的碱溶液以补充塔中碱的消耗提供液体空间，从再循环回塔中排出一定量的该弱的或“塔废液”的碱溶液。然而，为在塔内维持碱溶液循环的适当液体体积，一部分该弱的或“塔废液”的碱溶液再循环回塔中。在本领域中，从塔中排出的一定量弱的或“塔废液”的碱溶液被称作“废碱”。随后在废碱处理设备中处理废碱，以便进行环境合理的处置。某些进入蒸汽裂化器的原料还包含大量的硫醇，包括相对重的硫醇。这些相对重的硫醇大部分分解成H2S和烃并与裂化气、未分解重硫醇和较轻的硫醇一起离开加热炉。在骤冷塔中，大部分较重的硫醇冷凝并与分离后燃料油留在一起，但是较轻的硫醇与裂化气一起离开水骤冷塔以进行压缩和进一步的烯烃纯化。烯烃生产装置中常规使用的用于烯烃纯化的步骤之一为通常使用钯催化剂的乙炔氢化。必须基-->本去除裂化气流中的硫醇以防止钯催化剂中毒。用于从裂化气流中去除硫醇和其它硫化合物的常规方法需要使用可再生活性氧化铝吸附床和例如由BASF提供的Selexsorb COS、Selexsorb CD和Selexsorb CDX的吸附剂；或通过使用例如氧化锌、氧化铜或氧化铅的不可再生催化剂分别形成硫化锌、硫化铜或硫化铅。然而，这些市售的方法证明是非常昂贵的。因此，如果能开发一种比现有技术所教导的方法更经济且不需要在碱洗涤之外增加另一个加工步骤的用于去除硫醇的方法，其在本领域中将具有显著的进步。
技术实现思路
为此，本专利技术现已发现一种在碱洗涤塔中去除硫醇的独特方法，该方法是经济的且能充分去除硫醇(和其它的含硫化合物)，使其降低至足以基本防止下游催化剂中毒的低水平。鉴于以上所述，本专利技术的目的是提供改进的废碱去除方法。本专利技术的进一步的目的是提供用于从烃气流中去除酸性气体和硫化合物的改进方法。本专利技术的另一个目的是提供经济的酸性气体去除方法。通过下文详细论述本专利技术，提供为本领域普通技术人员所容易理解的以上这些和其它的目的。附图说明图1描述了本专利技术的一个优选实施方案。具体实施方式本专利技术提供用于从烃气流中去除酸性气体和其它硫化合物的改进方法，例如在碱塔中进行。虽然本专利技术的方法可用于多种不同的需要从烃气流中去除酸性气体和其它硫化合物的方法中，但为了便于理解，本专利技术将关于裂化气流的加工进行详细描述。然而，该详细描述决不用于限制所附权利要求的范围。参考图1，本专利技术的一个优选实施方案包括处理线路10中的进料-->烃气流的方法，该烃气流除了烃外还包含例如但不限于CO2、H2S和硫醇的酸性化合物。进料烃气流可包含任何需要从其中去除酸性化合物的含烃和酸性化合物的气流。作为预期用于本专利技术实践中的这些进料烃气流的非限定示例有：蒸汽裂化器气、流化催化裂化(FCC)气、炼油厂燃料气、深度催化裂化(DCC)气和其它的裂化或炼油厂气。回到图1，进料烃气流10在水冷式热交换器12中进行冷却，优选将其冷却至冷却水出口可获得温度的2至3℃的范围内。随后将流14中的冷却后气体加入分离罐16以从蒸汽中分离流18中去除的冷凝液(在水冷却过程中形成)，其在流20中被移除。用水和烃对流20中的蒸汽在其从分离罐16流出的温度下进行饱和。随后在热交换器22中将蒸汽过热至至少高于离开分离罐16的温度大约5℃的温度，优选在大约45至大约60℃的温度范围内。随后将线路24中的过热蒸汽加入碱塔26。本专利技术的该优选实施方案的碱塔包括四个分离区域，即底部再循环碱区域28、中部再循环碱区域30、顶部单程碱区域32和水洗区域34。本专利技术已发现使用多级碱塔对本专利技术方法是关键的，其中所述塔具有至少一个较低的再循环碱区域和至少一个位于再循环碱区域之上(或下游)的单程碱区域。虽然本专利技术人不愿拘于任何理论，但本专利技术人已认识到因为硫醇(RSH)和NaOH之间的反应是可逆的              RSH+NaOH←→RSNa+H2O如现有技术中所实践的，用未处理的再循环碱溶液去除硫醇不能有效地去除足够量的硫醇以防止例如催化剂中毒的下游加工问题。在现有技术方法中的底部再循环区域，再循环至底部区域的上方时所形成的RSNa遇到具有较低浓度RSH污染物的气体，这反过来将引起逆向反应并将RSH释放回烃气中。因此，本专利技术已令人意料不到地发现在多级碱塔中使用单程碱区本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从含烃气流中去除酸性组分的方法，所述方法包括：　（ａ）将包含烃、二氧化碳、硫化氢和硫醇的气体进料流加入多级碱塔中的碱再循环区域，其中所述多级碱塔具有至少一个所述的碱再循环区域和至少一个位于碱再循环区域下游的单程碱区域；　（ｂ）在所述至少一个碱再循环区域中使所述气体进料流与离开所述塔并再循环至所述塔的碱流进行接触，以从所述气流中基本上去除所有的所述二氧化碳和硫化氢并提供部分处理后的包含烃和硫醇的气流；　（ｃ）使所述部分处理后的气流通过所述至少一个单程碱区域；　（ｄ）以单程的方式在所述至少单程碱区域中使所述部分处理后的气流与碱溶液接触，以从所述部分处理后的气流中基本上去除所有的硫醇并得到基本上不含有二氧化碳、硫化氢和硫醇的产物流。

【技术特征摘要】
US 2007-8-1 11/888,4491、一种用于从含烃气流中去除酸性组分的方法，所述方法包括：(a)将包含烃、二氧化碳、硫化氢和硫醇的气体进料流加入多级碱塔中的碱再循环区域，其中所述多级碱塔具有至少一个所述的碱再循环区域和至少一个位于碱再循环区域下游的单程碱区域；(b)在所述至少一个碱再循环区域中使所述气体进料流与离开所述塔并再循环至所述塔的碱流进行接触，以从所述气流中基本上去除所有的所述二氧化碳和硫化氢并提供部分处理后的包含烃和硫醇的气流；(c)使所述部分处理后的气流通过所述至少一个单程碱区域；(d)以单程的方式在所述至少单程碱区域中使所述部分处理后的气流与碱溶液接触，以从所述部分处理后的气流中基本上去除所有的硫醇并得到基本上不含有二氧化碳、硫化氢和硫醇的产物流。2、根据权利要求1所述的方法，其中所述气体进料流包括来自蒸汽裂化器的流出物。3、根据权利要求1所述的方法，其中所述多级碱塔包含两个碱再循环区域。4、根据权利要求3所述的方法，其中在第一碱再循环区域使气体进料流与第一再循环碱流接触以从所述气体进料流去除部分的二氧化碳和硫化氢从而得到第一部分处理后的气流，且其中将所述第一部分处理后的气流加入第二再循环碱区域用于与第二再循环碱流进行接触以基本上去除剩余的二氧化碳和硫化氢并得到第二部分处理后的气流。5、根据权利要求1所述的方法，其中在所述碱再循环区域中的所述碱流具有的碱的强度小于在所述单程碱区域中的碱的强度。6、根据权利要求1所述的方法，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：SA库鲁金，JM贡多尔夫，M王，
申请(专利权)人：斯通及维布斯特工艺技术有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]