石油烃加氢脱硫催化蒸馏工艺及催化蒸馏设备制造技术

本发明专利技术的工艺是在一个催化蒸馏塔中进行，催化蒸馏塔为串联操作的两段，上段脱除轻组分中的硫，下段脱除重组分的硫。本发明专利技术催化蒸馏设备的反应精馏区设至少两个重叠的装填催化剂的分馏塔盘，分馏塔盘包括降液管、受液盘、汽升管、分馏元件、催化剂装填区、液封管、料封板和收料板。本发明专利技术简化了生产工艺过程，降低了设备投资，节省了能耗，且更有利于反应，能够有效地将石油烃中的硫除去。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
石油烃加氢脱硫催化蒸馏工艺及催化蒸馏设备                            
本专利技术涉及一种反应蒸馏工艺及设备，适用于在反应物料泡点温度下进行的催化反应，特别适合于气液固催化反应。                            
技术介绍
传统的石油烃加氢脱硫工艺，采用固定床工艺，由于反应物料全部通过催化剂床层，烯烃易加氢转化为烷烃。中国专利ZL96196515.0披露在两个催化蒸馏塔中分别脱除轻组分中的硫醇和重组分的硫化物，这两塔分别设有再沸器、冷凝器、设备投资大、能耗高。催化蒸馏技术成功用于醚化、加氢等工艺，为了解决催化剂装填结构问题，文献报道了多种催化剂装填结构，如：USP3,434,534将催化剂装制填在反应段分馏塔盘的降液管中，由于降液管中催化剂的装填量受到限制，难以实施工业化应用。UPS4,471,154将催化剂装在一定形状的袋子中，然后置于反应段的分馏塔盘上，由于在塔盘上催化剂占了一定的空间，影响了分离，而且为了增加催化剂的装填量，该结构的塔盘溢流堰较高，因而塔盘的压力较大，难以稳定操作；类似的结构如中国专利ZL89104752，ZL90103696。USP4,215,011披露的催化剂的装填方法是把催化剂包装在玻璃丝布特制的袋子中，并卷成捆，然后装在塔的中部反应段，催化剂的包装结构复杂。又如EP448,884披露的催化剂装填在两层波纹网板的夹层中，另一层是汽液的通路；催化剂的装填结构复杂。                            
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供石油烃加氢脱硫催化蒸馏工艺及催化蒸馏设备，将石油烃中的硫从石油烃中除去，简化工艺过程，降低设备投资，降低能耗，催化蒸馏设备有利于汽、液传质，催化、分馏效率高。本专利技术的石油烃脱硫催化蒸馏工艺，其特征在于在一个催化蒸馏塔中进行，该催化蒸馏塔由催化蒸馏塔上段和催化蒸馏塔下段串联而成，上段与下段间由隔板分开，操作-->步骤包括：(1)石油烃进入催化蒸馏塔的上段，轻馏分在该段进行催化反应和产品分馏，使其中的硫醇与二烯烃反应生成重质硫化物；(2)重质硫化物及高沸点组分进入催化蒸馏塔下段，在该段重质硫化物与氢气在催化剂的作用下转化为硫化氢；(3)脱除硫的重质产品从催化蒸馏塔的下段底部出装置；(4)轻质组分及未反应的氢气、生成的硫化氢从催化蒸馏塔上段的顶部出装置。本专利技术克服了专利96196515.0设两塔的操作工艺的缺点，不但简化了工艺过程，而且节省了一套再沸器、冷凝器，降低了设备投资，节省了能耗。催化蒸馏塔为串联操作的两段，上段为轻组分脱硫塔，下段为重组分脱硫塔。工艺特点是，石油烃进入塔的上段，与来自于塔的下段的汽相物料进行热质传递，轻组分进入塔的上段的反应区，在催化剂的作用下与轻组分所含的硫化物与其中的二烯烃反应生成高沸物，进入塔的上段的底部，经泵回流至塔的下段。从塔的上段顶部流出的汽相物料经冷凝后，脱除其中的H2S、未反应的H2，后经进一步精制可作为醚化的原料。在塔的下段的重组分中硫化物在催化剂的作用下与进料的氢气反应生成石油烃及H2S，重质的组分从塔的底部出装置，而汽相物料生成及生成的轻质组分、H2S及未反应的H2从催化蒸馏塔的下段顶部进入塔的上段的底部。催化蒸馏塔的操作压力分别由塔顶压力调节阀和中间压力调节阀控制。一般情况下，控制催化蒸馏塔的上段的操作压力为0.2～2.3Mpa、下段的操作压力为1.2～3.0Mpa，以维持适宜的反应温度。另外，由于加氢过程中可能有单烯烃加氢转化为烷烃，为了克服烯烃减少的问题，可以调整催化蒸馏塔的上段、下段操作压力，使催化蒸馏塔的塔顶馏出物的轻质组分有所不同。如：催化蒸馏塔上段的操作压力为1.3～2.3Mpa，顶部馏出物的轻质组分主要为碳四、碳五组分；催化蒸馏塔上段的操作压力为0.8～1.5Mpa，顶部馏出物的轻质组分主要为碳四、碳五、碳六组分；催化蒸馏塔上段的操作压力为0.5～1.0Mpa，顶部馏出物的轻质组分主要为碳四、碳五、碳六、碳七组分。所用催化剂为常规的加氢脱硫催化剂。本专利技术所要提供的如上所述石油烃催化蒸馏工艺的催化蒸馏设备，反应精馏区包括降液管、受液盘、液封管、料封板、收料板、分馏元件、催化剂床层，其特征在于在-->催化剂床层间设置汽升管，汽升管顶部或其内设置分馏元件，汽升管底部与受液板间有间隙，收料板与催化剂床层底部间留有通道，收料板与其下部的受液盘间留有空间。该催化蒸馏设备将现有技术中设置在塔板(本专利技术为受液盘)上的分馏元件所对应的位置，设计有汽升管，分馏元件设置在汽升管顶部，可以为浮阀，或筛孔、帽、舌形喷射等，或在汽升管中装一定高度的分馏填料。汽升管数量依据塔内的汽相负荷量确定，其面积为塔的截面积的3～90％，汽升管的截面形状为圆形，或长方形、正方形、三角形及其他加工的形状。汽升管的排列为三角形排列，或条形排列，排列的方式取决于对反应、分离均有利。汽升管的高度主要取决于催化剂的装填量，催化剂的装填量越大，汽升管越高，一般为100～4000mm。汽升管的底部与受液板间有一定的间隙，以使液相物料能流入汽升管中。液封管的溢流堰间隙能满足塔盘上的液体流到降液管中，其宽度一般为5～100mm。溢流堰的高度取决于催化剂床层的高度，应略高于催化剂床层，以维持催化剂能浸泡在液相物料中。一般情况下，料封板是密封的，以保证汽液物料能向下流动，并穿过催化剂床层。液封管的底部、收料板与催化剂床层的底部有一定的间隙，以使穿过催化剂床层的汽相物料、液相物料流至液封管中，该间隙的高度一般30～200mm。经汽升管上升的汽相物料与液相物料在设于汽升管中的分馏元件的作用下进行热、质传递，热、质传递后的汽、液相物料穿过催化剂床层，并在催化剂作用下进行催化反应。由于反应物氢气在石油烃中溶解度较低，不能满足加氢反应所需氢气量，影响反应效果。因此，该催化结构有利于汽相物料与液相物料同时穿过催化剂床层，并在穿过催化剂床层时汽相物料中的反应物料氢气不断向催化剂表面扩散，增加了反应物料氢的浓度，有利于反应的进行。本专利技术完成石油烃加氢脱硫催化蒸馏工艺，所述的催化蒸馏设备不但反应精馏区可以采用如上优选的方式，整个催化蒸馏设备由催化蒸馏塔上段和催化蒸馏塔下段串联而成，上段与下段间由隔板分开，催化蒸馏塔的上段和下段均包括反应精馏区，上段与下段间通过外部的管道相通。催化蒸馏塔上段的重质硫化物及高沸点组分通过管道进入到催化蒸馏塔下段，下段的轻质组分通过管道、调节阀进入到催化蒸馏塔上段。催化蒸馏塔的上段和下段最好均应包括提馏区、反应精馏区、精馏区，上段提馏区-->的重质硫化物及高沸点组分通过管道与催化蒸馏塔下段的精馏区相通，在管道上加有泵，以使催化蒸馏塔上段提馏区的液相物料流到催化蒸馏塔的下段的精馏区。催化蒸馏塔下段的精馏区的轻质组分通过管道、调节阀与催化蒸馏塔上段的提馏区相通。在管道上加调节阀，以使催化蒸馏塔下段精馏区的汽相物料流到催化蒸馏塔的上段的提馏区，并维持催化蒸馏塔下段的压力高于上段，使来自催化蒸馏塔下段的含有轻质组分的汽相物料送至催化蒸馏塔上段的底部。催化蒸馏塔下段外连有再沸器为催化蒸馏塔提供热量，催化蒸馏塔上段的顶部外设有冷凝器和汽提罐，冷凝器、汽提罐与上段的精馏区本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石油烃加氢脱硫催化蒸馏工艺，其特征在于在一个催化蒸馏塔中进行，该催化蒸馏塔由催化蒸馏塔上段和催化蒸馏塔下段串联而成，上段与下段间由隔板分开，操作步骤包括： （１）石油烃进入催化蒸馏塔的上段，轻馏分在该段进行催化反应和产品分馏，使其中的硫醇与二烯烃反应生成重质硫化物； （２）重质硫化物及高沸点组分进入催化蒸馏塔下段，在该段重质硫化物与氢气在催化剂的作用下转化为硫化氢； （３）脱除硫的重质产品从催化蒸馏塔的下段底部出装置； （４）轻质组分及未反应的氢气、生成的硫化氢从催化蒸馏塔上段的顶部出装置。

【技术特征摘要】
1、一种石油烃加氢脱硫催化蒸馏工艺，其特征在于在一个催化蒸馏塔中进行，该催化蒸馏塔由催化蒸馏塔上段和催化蒸馏塔下段串联而成，上段与下段间由隔板分开，操作步骤包括：(1)石油烃进入催化蒸馏塔的上段，轻馏分在该段进行催化反应和产品分馏，使其中的硫醇与二烯烃反应生成重质硫化物；(2)重质硫化物及高沸点组分进入催化蒸馏塔下段，在该段重质硫化物与氢气在催化剂的作用下转化为硫化氢；(3)脱除硫的重质产品从催化蒸馏塔的下段底部出装置；(4)轻质组分及未反应的氢气、生成的硫化氢从催化蒸馏塔上段的顶部出装置。2、根据权利要求1所述的工艺，其特征在于催化蒸馏塔的上段和下段均包括提馏区、反应精馏区、精馏区。3、根据权利要求2所述的工艺，其特征在于催化蒸馏塔上段的提馏区的重质硫化物及高沸点组分通过管道进入到催化蒸馏塔下段的精馏区，在管道上加有泵，催化蒸馏塔下段的精馏区的轻质组分通过管道、调节阀进入到催化蒸馏塔上段的提馏区。4、根据权利要求1所述的工艺，其特征在于催化蒸馏塔下段外连有再沸器为催化蒸馏塔提供热量，催化蒸馏塔上段的顶部外设有冷凝器和汽提罐。5、根据权利要求1所述的工艺，其特征在于催化蒸馏塔上段的操作压力为0.2～2.3Mpa，下段的操作压力为1.2～3.0Mpa。6、根据权利要求1所述的工艺，其特征在于催化蒸馏塔上段的操作压力为1.3～2.3Mpa，顶部馏出物的轻质组分主要为碳四、碳五组分。7、根据权利要求1所述的工艺，其特征在于催化蒸馏塔上段的操作压力为0.8～1.5Mpa，顶部馏出物的轻质组分主要为碳四、碳...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝兴仁，崔云梓，董凌云，张金永，王伟，王迎春，
申请(专利权)人：中国石化集团齐鲁石油化工公司，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]