从物流中除去硫化物的联合方法技术

本发明专利技术是关于一种新的联合方法，包括利用装有可再生的物理吸附剂的主吸附床和装有化学吸附剂的辅助吸附床，以便从物流中除去硫化合物，该方法产品收率较高，产品纯度较高，费用低。本发明专利技术还公开了采用以上方法除去硫化合物的系统。（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术是关于物流的净化，至少从其中除去硫化合物。本专利技术尤其是关于一种新的联合方法，它包括用于从物流中除去硫化合物的装有可再生的物理吸附剂的主吸附床和装有化学吸附剂的辅助吸附床，该方法有较高的产品收率，较高的产品纯度，而所要求的能耗和投资费用都较少。由于多方面的原因，需要从烃的物流中除去硫化合物，特别是硫化氢和烷基硫醇，这部分取决于最终脱硫产品的预期应用。由于液态的绝大部分的轻烃类基本上用作燃料，由于安全因素和硫化合物的腐蚀问题，及令人不愉快的味道和燃烧带来的空气污染，烃类物流中硫化合物的存在是令人讨厌的。当用作内燃机燃料时，硫化合物对于象四乙基铅一类的辛烷值改良剂的效用是有危害的。烃的物流常常进行烃转化处理，在这个处理过程中，通常转化催化剂对由硫化合物所引起的中毒是特别敏感的。因此，近年来对于天然气需求的巨增使得天然气的生产者，比以住更加依赖于“酸”气的产地，这里所用的“酸”气定义为含有硫醇和/或硫化氢的气体。“脱硫”定义为从气态或液态物流中除去硫醇和硫化氢。过去当天然气井产生“酸”气时，因输送和需要情况而无法净化而将井封死。然而，最近这些被封的井又都投入了生产，而且不管它的硫化氢和硫醇的含量如何，均可利用。过去曾提出并利用几种脱除烃类物流中硫化合物的方法，它包括化学和物理两方面的技术。化学方法完全是化学反应，象利用单一或二乙醇胺洗涤或利用热碳酸钾溶液逆流萃取。化学吸附方法是使海绵氧化铁或氧化锌与硫化合物反应分别生成硫化铁和硫化锌。一个广泛应用的处理天然气流的化学系统包括用单一或二乙醇胺洗涤天然气，使天然气通过吸收硫化氢的胺溶液，从吸收设备出来的溶液通过汽提柱，在此加热使该溶液沸腾，硫化氢被释放出来，贫的汽提过的溶液通入热交换器内，并返回到吸收设备内以再次吸收硫化氢气体。胺系统的主要缺点是运行费用高，吸收溶液有腐蚀性，它不能从气流中除去硫醇和水，以及不能有选择地从二氧化碳中除去硫化氢。现有技术的另一个系统是净化天然气的海绵法，利用充满木屑的氧化铁填充床。含有硫化氢和/或硫醇的气体混合物与海绵氧化铁填充床接触，最好是使硫化合物杂质化学吸附在暴露的氧化铁表面上。这种脱除天然气中硫化合物的方法的主要缺点是海绵铁颗粒与硫融合，常常引起通过床的高压降。此外，因为吸附剂必须经常更换，而使运行费用很高。最后，硫化铁是自燃的，因此，存放用过的氧化铁存在严重的危险。用热碳酸钾溶液逆流萃取也可以从天然气中除去硫化氢。在此系统中，和在上面讨论的胺系统一样，利用与碳酸钾化学结合可除去硫化氢和二氧化碳，后者用蒸汽汽提而释出。一般来说，这种脱除天然气中硫的方法的明显缺点是胺系统必须在碳酸钾系统之后除去最终痕量的硫化氢之类的硫化合物，同时对于从二氧化碳中除去硫化氢没有选择性。氧化锌也可用来除去烃物流中的硫化合物，然而，费用很高，基本再生费用使得该法对于处理含有显著量硫化合物杂质(以体积计)的烃物流，总的来说是不经济的。因此，为了获得合乎要求的硫化合物的吸附容量，使用氧化锌和其它化学吸附材料，其相似的缺点是在使它与物流相接触之前，要求附加的必须加热含硫的物流的能量费用。在结晶沸石分子筛上选择的物理吸附硫杂质也是一种广泛应用的方法，已开发了液相和气相两种方法。这里所用的“物理吸附剂”是一种不与被除去杂质进行化学反应的吸附剂。典型的脱硫方法包括把含硫的烃物流通入分子筛吸附床，该吸附剂的孔径要大到足以能吸附硫杂质，回收未被吸附的烃排出物，直到吸附剂吸附硫杂质的量达到所要求的程度为止。此后，清洗烃吸附剂，并通过解吸含硫化合物，以再生吸附剂。吸附剂再生操作通常是变热或变热-变压联合型的操作，在这种操作中，通过基本为惰性的热气体向烃物流、分子筛吸附剂和含硫吸附物质提供热量。当处理液态烃时，例如丙烷、丁烷或液化石油气(LPG)，天然气非常适合于用作清洗气和吸附剂再生气，随后就地把它用作燃料，这就与它的相对高的费用构成一种经济平衡。然而，脱硫操作常常需要用于变热再生的天然气远多于作为燃料便利地消耗的天然气。因此，就形成一种再生气体的不协调现象，结果是对脱硫方法的良好设计和运行构严重的障碍;特别是当在距炼油厂遥远的地方进行脱硫时。甚至当使用象结晶沸石分子筛一类的物理吸附剂处理气态烃时，仍必须提供清洗气以再生吸附硫化合物的吸附剂。当使用液态烃的物流时，也有上述所指的缺点。一般来说，利用吸附阶段从吸附床出来的产品物流作为解吸气以再行所用过的吸附床。在整个吸附循环中，将这种产品全用于再生目的，严重降低了最终产品的收率。然而，当使用这种物理吸附剂时，一般很难完全除去硫化合物。因此，产生了一种要求，就是提供一个从液态或气态物流中除去硫化合物的方法，而且该方法比上描述的现有技术的方法更经济，更有效。本专利技术人研究出一种从物流中至少除去一种硫化合物的方法，排除或基本避免了以上所述的缺点。更具体地说，本专利技术人的方法涉及到一个完全新的接近于使用吸附剂从物流中除去硫化合物，该法包括联合了两种类型的吸附床，装有物理吸附剂和化学吸附剂的吸附床，以达到比只用一种吸附剂更加有效和经济。根据本专利技术，仍保留了利用每一种吸附剂的优点，而它的缺点基本上减少或消除。这就导致了一个投资费用少，运行费用低的方法，而同时也获得具有更高纯度的高收率的处理过的物流。尤其是，根据所绘制的循环时间与含有可再生的物理吸附剂的吸附床中吸附排出物流和再生的排出物流中硫化合物浓度曲线，申请人认为在整个吸附循环过程中存在确定的区域，这就使我们想到，可以便利地改变运行吸附床的吸附和再生的通常方式。将这些用物理吸附剂的主吸附床与使用化学吸附剂的辅助吸附床联合起来，申请人发现它们实际上能取得在循环图上能够识出的确定区的优点，并得到本专利技术。一般来说，本专利技术的联合方法包括把含硫化合物杂质的物流通过装有能够选择吸附硫化合物杂质的物理吸附剂的处于吸附阶段的主吸附床，排出的吸附排出物流基本上不含硫化合物杂质。这种吸附排出物流的一部分或一些其它适当的气体，需要加热，用作再生介质，以再生另一个处于解吸阶段的吸附了硫化合物的主吸附床。离开进行再生的吸附床的再生排出物流是离开整个工艺系统，并用来作为燃料，燃烧气或它用。这个流程继续进行，直到再生排出物流中硫化合物的浓度逐渐增加到最大值，然后再逐渐降低到一个基本恒定值。在循环中这个点，让再生排出物流通入装有化学吸附剂的辅助吸附床内进行回收，此化学吸附剂可选择性地吸附仍存在于再生排出物流中的硫化合物。这就得到了基本上无硫化合物的已处理的再生排出物流，这种处理过的再生排出的物流与吸附排出物流汇合。循环的第二个阶段继续进行直到硫化合物在吸附排出物流中穿透为止。在这时，循环的第三阶段开始。在这个阶段中，现在含有预定浓度的硫化合物的吸附排出物流要高于在最终产品中所要求的浓度，被送入辅助吸附床，以便得到基本上无硫化合物的产品物流。与此同时，一旦循环的第三阶段开始，进入到再生阶段的主吸附器中的部分吸附排出物流或者适于再生介质的其它气体，不再加热，以便使此床冷却下来为后面的吸附阶段作准备。当吸附排出物流中硫化合物浓度超过预定值时，吸附阶段即告完成。由于含有不同吸附剂的主、辅助吸附器的联合结果，所获得的主要优点之一是能够在主吸附器中所用的物理吸附剂比通常需要的要少。虽然一开始在主吸附本文档来自技高网...

【技术保护点】
一个从原料物流中除去硫化合物的方法包括如下步骤：（ａ）把原料物流至少加入一个装有选择吸附硫化合物的吸附剂的并处于吸附阶段的主吸附器的入口端，至少从一个主吸附器的出口端除去基本上无硫化合物的排出物流，当吸附继续进行时，在吸附器的入口端建立 起硫化物的吸附带前沿，并逐渐向出口端移动，（ｂ）把再生介质至少通入一个装有吸附硫化合物的吸附剂的并处于再生阶段的主吸附器的出口端，得到离开吸附器的出口端的含有浓度增加的硫化合物的再生排出物流，当再生继续进行时，再生排出物流中硫化合物浓度 逐渐增加到最大值，然后逐渐减小到一个较低值，（ｃ）当硫化合物浓度降低到较低值时，把该再生排出物流至少通入一个装有选择吸附再生排出物流中化合物的吸附剂的辅助吸附器内，得到基本上无硫化合物的处理过的再生排出物流，（ｄ）至少当吸附带前沿穿 透吸附器出口端而使得吸附排出物流中硫化合物浓度增加时，把一部分来自步骤（ａ）的吸附排出物流至少通入一个装有能选择地从吸附排出物流中吸附硫化合物的吸附剂的辅助吸附器内，得到基本上无硫化合物的处理过的吸附排出物流，和（ｅ）继续进行步骤（ａ） 的吸附，直到吸附排出物流中的硫化合物的浓度达到预定值。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫埃茨谟罕默达里诺兹，欧文斯图特霍姆斯，
申请(专利权)人：环球油品公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]