除去并浓集烃类中的杂原子化合物的液相吸附法制造技术

公开了一种从烃中除去并浓集杂原子化合物（ＨＣＨ）的方法，包括吸附、共清洗和再生步骤。吸附步骤中将液态烃物料送入吸附器，吸附ＨＣＨ并且返回吸附流出液。共清洗步骤中将在前面操作中提取的杂原子化合物施加于吸附器，置换共清洗流出液。再生步骤中极性溶剂流动通过吸附器，清洗ＨＣＨ。大部分ＨＣＨ然后用于后面的共清洗步骤，同时少量ＨＣＨ取出作为ＨＣＨ产物。本发明专利技术的经济优势是能从烃物料中有效除去ＨＣＨ，并提高ＨＣＨ产物的ＨＣＨ浓度。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及一种处理烃类的方法。具体而言，本专利技术涉及一种液相吸附法，该方法可从液态烃物料流中除去杂原子化合物如酚类、环烷酸类、吡啶类、吡咯类、噻吩类、喹啉类或卡唑类化合物，并浓集为杂原子化合物产品。
技术介绍
烃类包含含杂原子如氮、硫和/或氧的化合物。烃中的这类杂原子化合物的例子有酚类、环烷酸类、吡啶类、吡咯类、噻吩类、喹啉类和卡唑类，它们的极性都大于烃。为方便起见，下面将烃中的杂原子化合物缩写为HCH。随着原油的分馏切点的增高，蒸馏物中的HCH含量也增加。HCH的物理性质和组成随不同的原油而变化，然而，一般将HCH看作不需要的组分环烷酸会腐蚀金属和使催化剂中毒；由FCC(流化催化裂解)法的酚类会降低燃料质量；碱性有机氮化合物已知会干涉加氢脱硫反应。长期来，吸附一直用于除去或浓集如HCH的极性化合物。然而，吸附法的工业生产中，由于吸附剂吸附容量有限，需要研制有效的再生方法。一般借助于热能、化学反应、惰性气体或溶剂进行再生。本专利技术使用一种极性溶剂，如醇、酮或醚的含氧极性溶剂可用于再生吸附剂。完成吸附后，将溶剂施加于吸附剂，用极性溶剂清洗被吸附物，并返回再生流出液，再生流出液是被吸附物一极性溶剂的混合物。经蒸馏，被吸附物能方便地从再生流出液分离，然而，问题是被吸附物不仅包括HCH，而且还有烃。实际上被吸附物中烃部分远远大于HCH，这也称作共吸附现象；当吸附处理煤油或LGO(轻粗柴油)时，被吸附物中HCH仅有10％或更少，而烃占余量。因此，在共吸附条件下，处理后的产率即烃的产率下降。为解决这一问题，可增加一特定步骤，在再生之前从被吸附物中选择取代共吸附的烃，这一步骤称作“共清洗(copurging)”。根据烃的不同，常规的共清洗法如下原料为低沸点如石脑油情况以向上的方向，将沸点范围为80-130℃的石脑油以液相送入吸附器，返回吸附流出液即石脑油一溶剂混合物。然后在分馏塔中分离吸附流出液和溶剂。将蒸发后的石脑油物流以向下的方向注入，进行共清洗，从吸附器中取代共吸附的石脑油。最后，溶剂以向下的方向冲洗吸附器，清洗HCH。作为HCH一溶剂混合物的再生流出液在另一个分馏塔中分离，同时共清洗流出液在下一个吸附开始时再次被吸附。原料为高沸点如LGO的情况LGO需要大量的能量才能完全蒸发，如附图说明图1所示，可用非极性溶剂进行共清洗。LGO(沸点范围为225-365℃)，以向上的方向送入吸附器。完成吸附后，非极性溶剂如己烷以向下的方向施加于吸附器进行共清洗，以选择性解吸共吸附的LGO。最后，以向下的方向在吸附器中注入极性溶剂如MTBE(甲基-叔丁基-醚)，清洗残余的被吸附物。该方法返回少量高度浓集的HCH产品，但还是需要4个分馏塔来回收两种不同的溶剂。由于分馏两种溶剂的费用高，操作成本也很高，并且共清洗流出液由于其HCH含量较高而再被吸附。 本
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种从液态烃物料中除去并浓集杂原子化合物的方法，在该吸附中，可以在一个填有硅胶并保持完全润湿条件的吸附器中进行共清洗和再生，该方法包括下列步骤ⅰ)将液态烃物料送入吸附器，并在向第一分馏塔中输入第二流出液(它是极性溶剂和经吸附处理的烃的混合物)之前，将富含极性溶剂的混合物的第一流出液返回第二分馏塔；ⅱ)将在前面操作中提取的杂原子化合物馏份注入吸附器，并在向用于再吸附的原料筒中输入经吸附处理的烃和杂原子化合物的混合物的第四流出液之前，将极性溶剂和经吸附处理的烃的混合物的第三流出液返回第一分馏塔；ⅲ)向吸附器施加极性溶剂，并在向第二分馏塔中输入杂原子化合物和极性溶剂的混合物的第六流出液之前，将富含杂原子化合物的混合物的第五流出液返回杂原子化合物料筒。本专利技术中，液态烃是沸点在100-400℃范围的中间馏份，杂原子化合物是含氮原子的化合物和含氧原子的化合物。第一分馏塔分离经吸附处理的烃和极性溶剂，分离后的极性溶剂再用于再生。第二分馏塔分离杂原子化合物和极性溶剂，该杂原子化合物的一个馏份作为HCH产物取出，残余物用于共清洗，分离后的极性溶剂再用于再生。如上所述，已发展的除去并浓集HCH的液相吸附法包括了吸附、共清洗和再生步骤。为达到工业可行的效果，需仔细选择吸附剂、极性溶剂和共清洗的方法。硅胶由于其再生性和能保持其吸附效率的能力，可以认为是合适的吸附剂；MTBE(甲基-叔丁基-醚)、ETBE(乙基-叔丁基-醚)、或TAME(叔戊基-甲基-醚)则由于它们的潜热低和与吸附剂的相容性而被选择；所研制的共清洗方法能有效地取代共吸附的烃。在图3和图4中说明了这种方法的操作顺序“步骤1”中，以向上方向或向下方向，将预定量的烃送入吸附器，吸附器保持在50℃附近；“步骤2”中，以向上或向下的方向，向吸附器中注入从前面再生提取和流出的HCH进行共清洗，从被吸附物中取代共吸附的烃；“步骤3”中，向吸附器施加极性溶剂如MTBE，清洗残余的被吸附物；“步骤4”中，取出在步骤3中获得的HCH馏份为HCH产物，同时，其余的用于后面的共清洗。如图6所示，设置连续吸附装置，以实施本专利技术。该装置中，重复上述步骤直至达到平衡。结果，本专利技术可以实施。如所预期的，从烃原料中除去60％或更多的HCH，同时产生仅2.0％HCH的产物。附图简述图1是使用非极性溶剂进行共清洗的常规方法的流程示意图；图2是没有共清洗的常规方法的流程示意图；图3是使用HCH进行共清洗的本专利技术实施方案的流程示意图；图4是使用HCH进行共清洗的本专利技术另一个实施方案的流程示意图；图5是说明正在进行的本专利技术方法的共清洗的示意图；图6本专利技术的PFD(流程图)；图7是显示本专利技术除氮率的图。实施本专利技术的最佳实施方案本专利技术的目的是提供一种液相吸附法，该方法能以经济有效的方式除去并浓集HCH。为达到上述目的，这种吸附法要达到三个技术目标确认一种半永久性吸附剂，这种吸附剂能在一系列吸附和再生后延续一段时间，并保持其吸附效果；选择一种能有效再生吸附剂并能经济地回收的极性溶剂；研制一种有效的共清洗法，使HCH产物量最少，并在其中浓集HCH。确认一种半永久性吸附剂测定除氮率来评价一种吸附剂的吸附效果；烃中的氮含量作为烃中存在HCH的标记，监测除氮率，以比较各吸附剂的吸附效果。尽管氧化铝和矾土最初的吸附效果优良，但是持续吸附的除氮率迅速下降。另一方面，硅胶在最初的试验中效果似乎欠佳，但是在后续时间保持吸附效果。因此，本专利技术选择硅胶用于吸附法。而且，发现孔径为40-100，孔积率为总体积的0.4或更大的硅胶符合要求。选择极性溶剂试验包括甲醇、MTBE和丙酮的极性溶剂，以确定最适合本专利技术方法的极性溶剂。对甲醇，需要额外的热气体清洗步骤来回收溶剂。由于甲醇的高潜热，还需要大量能量来分离被吸附物-甲醇混合物的再生流出液。与之相反，MTBE由于其低的潜热，仅需要少量能量进行分离，其量仅分别为甲醇和丙酮的1/4和1/3。而且MTBE还与硅胶相容，不会降低吸附剂的性能。因此，本专利技术选择MTBE用于吸附法。在表1列出了甲醇、MTBE和丙酮的物理性能。表1 研制经济可行的共清洗法寻求有效的共清洗法，使产生的HCH产物最少，并提高HCH在其中的浓度。如图1所示，证实使用非极性溶剂进行共清洗的吸附法在投资费用和操作成本方面存在很大的缺陷。另一方面，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从液态烃物料流中除去并浓集杂原子化合物的方法，该方法中在填有硅胶并保持完全润湿条件下的吸附器内进行吸附、共清洗和再生，所述方法包括下列步骤： ｉ）将液态烃物料流送入吸附器，并在向第一分馏塔中输入第二流出液之前，将富含极性溶剂的混合物的第一流出液返回第二分馏塔，所述第二流出液是极性溶剂和经吸附处理的烃的混合物； ｉｉ）将在前面操作中提取的杂原子化合物馏份注入吸附器，并在向用于再吸附的原料筒中输入经吸附处理的烃和杂原子化合物的混合物的第四流出液之前，将极性溶剂和经吸附处理的烃的混合物的第三流出液返回第一分馏塔； ｉｉｉ）向吸附器施加极性溶剂，并在向第二分馏塔中输入杂原子化合物和极性溶剂的混合物的第六流出液之前，将富含杂原子化合物的混合物的第五流出液返回杂原子化合物料筒。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：闵华植，姜信荣，闵东淳，柳在旭，俞贯植，金株焕，
申请(专利权)人：SK株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]