催化液化氣深度脫硫的組合裝置的制作方法

本發明涉及石油化工領域，特別是涉及催化液化氣深度脫硫的組合裝置。

背景技術：

在石油煉制過程中，隨著汽油國v質量升級的實施，以催化液化氣為原料，生產高辛烷值汽油添加劑mtbe（甲基叔丁基醚），要求液化氣中硫含量低于10mg/kg。催化液化氣中通常含有硫化氫、羰基硫和硫醇等硫化物，其中以硫化氫和c3以下的低分子硫醇為主。若能有效脫除催化液化氣中的硫化氫和硫醇，液化氣中的硫含量可下降到10mg/kg以下，能滿足下游mtbe的生產。

針對液化氣中的硫化氫和硫醇，傳統的液化氣脫硫是采用美國uop公司開發的merox抽提-氧化脫硫技術：液化氣經過氫氧化鈉溶液洗滌，其中的硫化氫轉化為硫化鈉，堿洗堿液失效后作為堿渣排放；經過堿液預堿洗脫除硫化氫后的液化氣，在脫硫醇抽提塔中與溶解了磺化酞菁鈷催化劑的氫氧化鈉堿液逆流接觸，液化氣中的硫醇與氫氧化鈉反應生成硫醇鈉溶于堿液中，液化氣中硫醇得以脫除；脫硫醇后的液化氣經水洗、砂濾處理脫除大部分堿液和游離水即得精制液化氣；含有硫醇鈉的催化劑堿液進入氧化再生塔，在催化劑和空氣的作用下，硫醇鈉被氧化成二硫化物，通過沉降分離出二硫化物，實現催化劑堿液的再生，再生后的催化劑堿液循環使用。該工藝的主要問題是：（1）預堿洗中堿液消耗量大，堿渣排放量大，造成后續的固廢處理困難；（2）脫硫醇效果不穩定，液化氣中容易夾帶堿。

近年來，液化氣脫硫化氫和硫醇技術取得了較大進步。

醇胺法脫硫化氫技術是以mdea（醇胺）溶劑為吸收劑，在吸收塔內，被處理介質以逆流方法與溶劑接觸，含硫原料中的硫化氫與溶劑反應轉入溶劑相中，含硫溶劑在再生塔內用蒸汽汽提出酸氣后再生，再生后的溶劑冷卻后重新打入吸收塔頂部循環使用。醇胺法脫硫化氫技術因為溶劑可以再生，無固廢產生，且脫硫選擇性較好，在液化氣脫硫化氫方面得到了廣泛應用。但是，醇胺法脫硫化氫技術也因為mdea溶劑在運行時間較長后容易發泡，引起裝置波動，影響脫硫化氫的效果。《化工技術與開發》第43卷第4期第66頁中介紹了液態烴脫硫用胺液容易發泡的現象。

纖維膜堿洗脫硫醇技術用纖維液膜反應器代替傳統的用氫氧化鈉堿液抽提脫硫醇的靜態混合器和填料塔。由于堿液液膜比堿液液滴直徑更小，傳質效率提高了50倍左右，大幅度提高了硫醇的脫除效率。但是，纖維膜脫硫醇技術容易在使用過程中造成雜質堵塞，壓降升高，影響裝置的長周期運行。《齊魯石油化工》2010年第38期第78頁中，介紹了纖維膜脫硫醇技術容易堵塞，引起壓降升高的現象。

《科技信息》2010年第35期中第44頁介紹了傳統的預堿洗-merox抽提氧化脫硫醇裝置改造為醇胺法脫硫化氫和纖維膜堿洗脫硫醇組合裝置的基本情況，改造后堿液消耗量下降，脫硫效率提高。但是，改造后的醇胺法脫硫化氫和纖維膜堿洗脫硫醇組合裝置仍然存在mdea易發泡、纖維膜易堵塞等影響脫硫效果和長期運行等問題。

技術實現要素：

基于此，有必要針對改造后的醇胺法脫硫化氫和纖維膜堿洗脫硫醇組合裝置仍然存在mdea易發泡、纖維膜易堵塞等影響脫硫效果和長期運行的問題，提供一種能適應多種異常情況，提高抗事故干擾能力，實現長周期運行目的催化液化氣深度脫硫的組合裝置。

一種催化液化氣深度脫硫的組合裝置，包括脫硫化氫單元、備用單元、脫硫醇單元、若干管線和若干閥門，所述脫硫化氫單元用于脫除催化液化氣中的硫化氫，所述脫硫醇單元用于脫除催化液化氣中的硫醇，所述備用單元用于脫除催化液化氣中的硫化氫或硫醇，所述若干管線和若干閥門配合使用，使所述脫硫化氫單元、備用單元和脫硫醇單元中的至少兩個單元相互連通，用于脫除催化液化氣中的硫化氫和硫醇。

在其中一個實施例中，所述若干管線包括與所述脫硫化氫單元并聯的第一跨線、與所述備用單元并聯的第二跨線和與所述脫硫醇單元并聯的第三跨線；

所述若干閥門使所述脫硫化氫單元、備用單元與脫硫醇單元連通；或

所述若干閥門使所述第一跨線、備用單元與脫硫醇單元連通；或

所述若干閥門使所述脫硫化氫單元、第二跨線與脫硫醇單元連通；或

所述若干閥門使所述脫硫化氫單元、備用單元與第三跨線連通。

在其中一個實施例中，所述備用單元包括備用單元進料管線、填料塔、備用單元出料管線、循環泵、堿液流程和催化劑堿液流程；

所述備用單元進料管線與所述填料塔的一側連通，所述備用單元出料管線與所述填料塔的頂部連通，所述堿液流程通過所述循環泵與所述填料塔連通，用于脫除催化液化氣中的硫化氫，所述催化劑堿液流程通過所述循環泵與所述填料塔連通，用于脫除催化液化氣中的硫醇，所述第二跨線的一端與所述備用單元進料管線連通，另一端與所述備用單元出料管線連通。

在其中一個實施例中，所述堿液流程包括循環堿液管線和新鮮堿液管線，所述循環堿液管線的一端與所述填料塔靠近底部的一側連通，另一端通過所述循環泵與所述填料塔靠近頂部的一側連通，所述新鮮堿液管線與所述循環堿液管線靠近填料塔頂部的一端連通；

所述催化劑堿液流程包括第一催化劑堿液管線和第二催化劑堿液管線，所述第一催化劑堿液管線通過所述循環泵與填料塔靠近頂部的一側連通，所述第二催化劑堿液管線與所述填料塔靠近底部的一側連通。

在其中一個實施例中，所述第一催化劑堿液管線靠近所述填料塔頂部的一端與所述循環堿液管線靠近填料塔頂部的一端共用管線；

所述第二催化劑堿液管線靠近所述填料塔底部的一端與所述循環堿液管線靠近填料塔底部的一端共用管線。

在其中一個實施例中，所述脫硫化氫單元包括依次連通的抽提塔和胺液凝結器、分別與所述抽提塔連通的貧胺液管線和脫硫化氫單元進料管線以及與所述胺液凝結器連通的脫硫化氫單元出料管線，所述第一跨線的一端與所述脫硫化氫單元進料管線連通，另一端與所述脫硫化氫單元出料管線連通。

在其中一個實施例中，所述脫硫化氫單元還包括胺液再生管線，所述胺液再生管線與所述抽提塔靠近底部的一側連通，用于將抽提塔的塔底液輸送至胺液再生裝置再生得到貧胺液，所述貧胺液通過所述貧胺液管線循環利用。

在其中一個實施例中，所述脫硫醇單元包括脫硫醇反應器、設置在所述脫硫醇反應器底部的堿洗沉降分離罐、分別與所述脫硫醇反應器連通的脫硫醇單元進料管線和催化劑堿液管線以及與所述堿洗沉降分離罐連通的脫硫醇單元出料管線，所述第三跨線的一端與所述脫硫醇單元進料管線連通，另一端與所述脫硫醇單元出料管線連通。

在其中一個實施例中，所述第一催化劑堿液管線的一端與所述堿洗沉降分離罐連通，另一端通過所述循環泵與所述填料塔靠近頂部的一側連通。

在其中一個實施例中，所述備用單元還包括催化劑堿液再生管線，所述催化劑堿液再生管線與所述第二催化劑堿液管線連通，用于將所述填料塔的塔底液輸送至堿液再生裝置再生得到催化劑堿液，所述催化劑堿液通過所述催化劑堿液管線循環利用。

上述催化液化氣深度脫硫的組合裝置，根據工況變化，利用若干管線和若干閥門，使脫硫化氫單元、備用單元和脫硫醇單元中的至少兩個單元連通，以脫除催化液化氣中的硫化氫和硫醇，能適應多種異常情況，提高抗事故干擾能力，實現長周期運行。

附圖說明

圖1為一實施方式的催化液化氣深度脫硫的組合裝置的結構示意圖。

圖2為圖1中催化液化氣深度脫硫的組合裝置的詳細結構示意圖。

具體實施方式

為了便于理解本發明，下面將參照相關附圖對本發明進行更全面的描述。附圖中給出了本發明的首選實施例。但是，本發明可以以許多不同的形式來實現，并不限于本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本發明的公開內容更加透徹全面。

需要說明的是，當元件被稱為“設置”在另一個元件，它可以是直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是與另一個元件“連通”，它可以是直接連通到另一個元件，或者可能同時存在居中元件。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬于本發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體實施例的目的，不是旨在于限制本發明。

請參閱圖1~2，一種催化液化氣深度脫硫的組合裝置，包括脫硫化氫單元10、備用單元20、脫硫醇單元30、若干管線和若干閥門。

其中，脫硫化氫單元10用于脫除催化液化氣中的硫化氫。脫硫醇單元30用于脫除催化液化氣中的硫醇。備用單元20用于脫除催化液化氣中的硫化氫或硫醇。

上述若干管線和若干閥門配合使用，使上述脫硫化氫單元10、備用單元20和脫硫醇單元30中的至少兩個單元相互連通，用于脫除催化液化氣中的硫化氫和硫醇。

在本實施方式中，上述若干管線包括與脫硫化氫單元10并聯的第一跨線100、與備用單元20并聯的第二跨線200和與脫硫醇單元30并聯的第三跨線300。

其中，上述若干閥門用于使脫硫化氫單元10、備用單元20與脫硫醇單元30連通。

或者，上述若干閥門用于使第一跨線100、備用單元20與脫硫醇單元30連通。

或者，上述若干閥門用于使脫硫化氫單元10、第二跨線200與脫硫醇單元30連通。

或者，上述若干閥門用于使脫硫化氫單元10、備用單元20與第三跨線300連通。

具體情況分為以下幾種：

正常工況下，催化液化氣經脫硫化氫單元10脫除硫化氫后，走第二跨線200，再經脫硫醇單元30脫除硫醇，此時，上述若干閥門用于使脫硫化氫單元10、第二跨線200與脫硫醇單元30連通。

當催化液化氣中硫化氫含量較高時，催化液化氣可先經脫硫化氫單元10初步脫除硫化氫，再經備用單元20進一步脫除硫化氫，最后經脫硫醇單元30脫除硫醇，此時，上述若干閥門用于使脫硫化氫單元10、備用單元20與脫硫醇單元30連通。

當脫硫化氫單元10出現異常情況時，催化液化氣直接通過第一跨線100進入備用單元20脫除硫化氫，再經脫硫醇單元脫除硫醇，此時，上述若干閥門用于使第一跨線100、備用單元20與脫硫醇單元30連通。

當催化液化氣中硫醇含量較高時，催化液化氣先經脫硫化氫單元10脫除硫化氫，再經備用單元20初步脫除硫醇，最后進入脫硫醇單元進一步脫除硫醇，此時，上述若干閥門用于使脫硫化氫單元10、備用單元20與脫硫醇單元30連通。

當脫硫醇單元30出現異常情況時，催化液化氣先經脫硫化氫單元10脫除硫化氫，再經備用單元20脫除硫醇，最后從第三跨線300排出，此時，上述若干閥門用于使脫硫化氫單元10、備用單元20與第三跨線300連通。

在本實施方式中，脫硫化氫單元10包括抽提塔12、胺液凝結器14、貧胺液管線110、脫硫化氫單元進料管線120和脫硫化氫單元出料管線130。

其中，抽提塔12和胺液凝結器14依次連通。貧胺液管線110和脫硫化氫單元進料管線120分別與抽提塔12連通。脫硫化氫單元出料管線130與胺液凝結器14連通。

具體的，第一跨線100的一端與脫硫化氫單元進料管線120連通，另一端與脫硫化氫單元出料管線130連通。

催化液化氣通過脫硫化氫單元進料管線120進入抽提塔12，與從貧胺液管線110進入抽提塔12的貧胺液反應，脫除其中的硫化氫，脫除硫化氫的氣體從抽提塔12塔頂出來，經胺液凝結器14將氣體中夾帶的胺液脫除。

在本實施方式中，上述脫硫化氫單元10還包括胺液再生管線140，用于將抽提塔12的塔底液（即吸收了硫化氫的富胺液）輸送至胺液再生裝置（圖未示）再生，得到貧胺液，貧胺液繼續通過貧胺液管線110循環利用。

在本實施方式中，脫硫化氫單元主要是在抽提塔12內利用mdea（醇胺）溶劑作吸收劑脫除催化液化氣中的硫化氫，吸收硫化氫的富胺液經胺液再生裝置再生后循環使用。

可以理解，脫硫化氫單元10不限于以上所描述的結構，只要能將催化液化氣的硫化氫脫除即可。

備用單元20包括填料塔22、循環泵24、備用單元進料管線210、備用單元出料管線220、堿液流程和催化劑堿液流程。

其中，備用單元進料管線210與填料塔22的一側連通。備用單元出料管線220與填料塔22的頂部連通。

堿液流程通過循環泵24與填料塔22連通，用于脫除催化液化氣中的硫化氫。

具體的，堿液流程包括循環堿液管線230和新鮮堿液管線240。

其中，循環堿液管線230的一端與填料塔22靠近底部的一側連通，另一端通過循環泵24與填料塔22靠近頂部的一側連通。

新鮮堿液管線240與循環堿液管線230靠近填料塔22頂部的一端連通。

催化液化氣經備用單元進料管線210進入填料塔22與從新鮮堿液管線240來的新鮮堿液反應，脫除硫化氫，填料塔22的塔底液由循環泵24通過循環堿液管線230抽出從填料塔22靠近頂部的一側注入，循環使用。

可以理解，堿液流程不限于以上所描述的結構，只要能夠將堿液輸送至填料塔22，使堿液與催化液化氣反應脫除硫化氫即可。

催化劑堿液流程通過循環泵24與填料塔22連通，用于脫除催化液化氣中的硫醇。

具體的，催化劑堿液流程包括第一催化劑堿液管線250和第二催化劑堿液管線260。

其中，第一催化劑堿液管線250通過循環泵24與填料塔22靠近頂部的一側連通。

第二催化劑堿液管線260與填料塔22靠近底部的一側連通。

催化液化氣經備用單元進料管線210進入填料塔22，與從第一催化劑堿液管線250來的催化劑堿液反應，脫除硫醇，填料塔22的塔底液（富含硫的堿液）從第二催化劑堿液管線260排出。

在本實施方式中，上述備用單元20還包括催化劑堿液再生管線270。該催化劑堿液再生管線270與第二催化劑堿液管線260連通，用于將填料塔22的塔底液輸送至堿液再生裝置（圖未示）再生，得到催化劑堿液。該催化劑堿液可以注入脫硫醇單元30循環使用，或者通過第一催化劑堿液管線250注入填料塔22循環使用。

具體的，第二跨線200的一端與備用單元進料管線210連通，另一端與備用單元出料管線220連通。

為了節約成本，減少能耗，第一催化劑堿液管線250靠近填料塔22頂部的一端與循環堿液管線230靠近填料塔22頂部的一端共用管線；第二催化劑堿液管線260靠近填料塔22底部的一端與循環堿液管線230靠近填料塔22底部的一端共用管線。

脫硫醇單元30包括脫硫醇反應器32、堿洗沉降分離罐34、脫硫醇單元進料管線310、催化劑堿液管線320和脫硫醇單元出料管線330。

其中，堿洗沉降分離罐34設置在脫硫醇反應器32的底部。

脫硫醇單元進料管線310和催化劑堿液管線320分別與脫硫醇反應器32連通。

脫硫醇單元出料管線330與堿洗沉降分離罐34連通。

具體的，第三跨線300的一端與脫硫醇單元進料管線310連通，另一端與脫硫醇單元出料管線330連通。

為了使催化劑堿液能夠循環利用，上述第一催化劑堿液管線250的一端與堿洗沉降分離罐34連通，另一端通過循環泵24與填料塔22靠近頂部的一側連通。

可以理解，當脫硫醇單元30發生異常停用時，填料塔22中與催化液化氣反應脫除硫醇的催化劑堿液直接采用來自堿液再生裝置的催化劑堿液。當催化液化氣中硫醇含量較高時，填料塔22中與催化液化氣反應脫除硫醇的催化劑堿液則來自堿洗沉降分離罐34。填料塔22的塔底液從第二催化劑堿液管線260排出，經催化劑堿液再生管線270輸送至堿液再生裝置再生，得到催化劑堿液。

正常工況下，上述催化劑堿液再生管線270還與第一催化劑堿液管線250靠近堿洗沉降分離罐34的一端連通，用于將吸收了硫醇的催化劑堿液輸送至堿液再生裝置再生后循環利用。

催化液化氣脫除硫醇后，自脫硫醇單元出料管線330去催化液化氣水洗部分，此處不再贅述。

在本實施方式中，脫硫醇單元30主要是利用含有磺化鈦氰鈷催化劑堿液在脫硫醇反應器32中與硫醇反應生成硫醇鈉以脫除催化液化氣中的硫醇，含硫醇鈉的堿液經堿液再生裝置再生后循環利用。

可以理解，脫硫醇單元30不限于以上所描述的結構，只要能將催化液化氣中的硫醇脫除即可。

綜上所述，正常工況下，催化液化氣在抽提塔12內與胺液再生裝置（圖未示）來的貧胺液反應，脫除硫化氫，脫除硫化氫的氣體從抽提塔12的塔頂出來，經胺液凝結器14后，走第二跨線200，與堿液再生裝置（圖未示）來的催化劑堿液在脫硫醇反應器32中反應，脫除硫醇，經堿洗沉降分離罐34分離，含硫醇鈉的堿液至堿液再生裝置再生循環使用，脫除硫醇的催化液化氣自脫硫醇單元出料管線330去催化液化氣水洗部分。

當催化液化氣中硫化氫含量較高時，催化液化氣在抽提塔12內與胺液再生裝置（圖未示）來的貧胺液反應，初步脫除硫化氫，初步脫除硫化氫的氣體從抽提塔12的塔頂出來，經胺液凝結器14，走備用單元進料管線210進入填料塔22，與從新鮮堿液管線240來的新鮮堿液反應，進一步脫除硫化氫，填料塔22的塔底液由循環泵24通過循環堿液管線230抽出從填料塔22靠近頂部的一側注入，循環使用（當堿液的ph值下降至9時，適當補充和更換少量新鮮堿液）。進一步脫除硫化氫的催化液化氣走脫硫醇單元進料管線310進入脫硫醇反應器32與從堿液再生裝置（圖未示）來的催化劑堿液反應，脫除硫醇，實現催化液化氣的深度脫硫。

當脫硫化氫單元出現異常情況時，催化液化氣走第一跨線100，通過備用單元進料管線210進入填料塔22，與從新鮮堿液管線240來的新鮮堿液反應，脫除硫化氫，填料塔22的塔底液由循環泵24通過循環堿液管線230抽出從填料塔22靠近頂部的一側注入，循環使用。脫除硫化氫的催化液化氣走脫硫醇單元進料管線310進入脫硫醇反應器32與從堿液再生裝置（圖未示）來的催化劑堿液反應，脫除硫醇，實現催化液化氣的深度脫硫。

當催化液化氣中硫醇含量較高時，催化液化氣在抽提塔12內與胺液再生裝置（圖未示）來的貧胺液反應，脫除硫化氫，脫除硫化氫的氣體從抽提塔12的塔頂出來，經胺液凝結器14，走備用單元進料管線210進入填料塔22，與從第一催化劑堿液管線250來的催化劑堿液反應，初步脫除硫醇，填料塔22的塔底液（富含硫的堿液）從第二催化劑堿液管線260排出，經堿液再生裝置再生后循環使用。初步脫除硫醇的催化液化氣經脫硫醇單元進料管線310進入脫硫醇反應器32，與從堿液再生裝置來的催化劑堿液反應，進一步脫除硫醇，進一步脫除硫醇的催化液化氣經堿洗沉降分離罐34分離后去水洗部分。

當脫硫醇單元出現異常情況時，催化液化氣在抽提塔12內與胺液再生裝置（圖未示）來的貧胺液反應，脫除硫化氫，脫除硫化氫的氣體從抽提塔12的塔頂出來，經胺液凝結器14，走備用單元進料管線210進入填料塔22，與從第一催化劑堿液管線250來的催化劑堿液反應，脫除硫醇，脫除硫醇的催化液化氣走第三跨線300直接進入水洗部分。

上述催化液化氣深度脫硫的組合裝置，結構簡單、各單元之間可以根據工況靈活組合使用，能適應多種異常情況。

此外，備用單元可在脫硫化氫單元或脫硫醇單元出現異常情況時，替代其運行，提高了抗事故干擾能力，實現了長周期運行的目的。

最后，本申請中備用單元中的填料塔，可直接利用舊梅洛克斯（merox）抽提裝置中的液化氣脫硫醇抽提塔，減少纖維膜及沉降罐數量，節約裝置改造成本。

以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。因此，本發明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。