液化气纤维膜接触器脱硫醇技术改造方案.doc

盐城联孚石化有限公司
15万吨/年催化装置液化气纤维膜接触器脱硫醇技术改造方案
生产技术处
2012年 3月 20日
目录
1 工艺过程说明 3
项目建设背景 3
3
: 5
2、主要工艺条件 6
3、碱液、水的耗量和三废排量 7
4、主要设计参数 8
5、主要操作条件 8
6、主要设备规格 8
1 工艺过程说明
项目建设背景
盐城联孚石化有限公司催化装置液化气硫含量较大。催化液化气中有机硫组成复杂,传统的脱硫醇生产方法效率有限,脱硫率很低,不能适应催化液化气含硫高的工况。若精制后催化液化气总硫高,不能作为商品液化气出厂和合格的丙烯出厂。
本技术方案采用南京金炼科技有限公司开发的纤维膜接触器脱硫醇新工艺,用于对催化装置液化气脱硫醇,以达到提高脱硫能力、使精制催化液化气硫含量进气分装置符合要求,同时可生产聚合级丙烯。


纤维膜接触器是一种全新的传质设备,两相在接触器内的接触方式不是常规的混合分布式雾滴之间的球面接触,而是特殊的非分布式液膜之间的平面接触,当油品(烃类)和碱液分别顺着金属纤维向下流动时,因表面张力不同,它们对金属纤维的附着力就不同,碱液的附着力要大于烃类。当碱液顺着交叉的网状金属纤维流动时,就会被纵横的金属纤维拉成一层极薄的膜,从而使小体积的碱液扩展成极大面积的碱膜,此时如果让烃类从已被碱液浸润湿透的金属纤维网上同时流下,则烃类与碱液之间的摩擦力使碱膜更薄,两相之间的接触是平面膜上接触,在接触过程中便进行酸碱反应,在一定的时间内就能完成传质的过程。依据纤维膜的性能特点,纤维膜接触器具有传质效率高、接触面积大、设备投资省和处理能力大等优点。
纤维膜接触器解决了常规混合—沉降系统中发现的萃取效率和碱浓度上的限制。这种系统大大促进降低烃—碱比,从而有利于增加萃取效率。纤维膜接触器——一种静态接触设备,是由一束束长而连续的小直径纤维丝组成的,包在一根管或其它圆柱型的容器中,以致于有效的横截面足够填充纤维以提供发生传质所需的大量的表面积。
从操作上来说,纤维摸接触器取决于当第二相流体以连续相流过纤维束时,第一相流体通过毛细作用和表面张力已经优先裹在和附着在纤维表面上。当两相流体同时流经纤维束时,两相间的拉力是束缚相的主要的推动力。束缚相的表面张力使得它顺着纤维以束缚相层流进分离罐底部。连续相脱离纤维束而从分离罐的顶部流出。在多根相互独立的纤维丝上依靠束缚相的包裹作用,产生一个很大的表面积,这个表面积通过连续相沿着纤维的拖动不断更新。结果产生非常高的传质效率、低的能量消耗和可忽略不计的夹带。它的使用使得两相流体的体积比范围可以大大扩展。这套系统为改善油品中杂质的拔出,增加碱相的使用和绝佳的调节能力创造了条件。
纤维膜接触器既可用于气—液,也可用于不易混合的液体系统,只要系统中有一相具有显着的湿润纤维表面的趋势。同依靠扩散作用达到接口传质效果的扩散—分离系统相比较,纤维膜接触器依靠(1)缩短交换距离,(2)延长两相亲密接触的时间的合成来促进传质。
纤维膜脱硫工艺应用重力场和表面亲和力原理,将碱液在特殊填料表面拉成液膜,使二相接触面积剧增,传质距离大大缩短。在不改变脱硫机理(氢氧化钠碱液抽提催化液化气中的硫醇),不改变主要脱硫工况(温度、压力)的情况下,由于大幅度提高了传质效率(约 50-100倍左右)的情况下,大大提高了脱硫效率。是一种高效率的催化液化气脱硫新工艺。与传统填料塔、塔板塔比较具有许多独特优点,具体如下:
单位体积内形成更多的传质面积。
通过缩短交换距离,延长内部接触,不断更新传质面积,使得传质更有效。
完成了传质而没有相分散,因此避免了夹带问题。
大大减小了相分离停留时间,因而减小了设备尺寸。
降低了能量消耗。
具有更宽的相流量比率范围,获得最大的传质效率,处理通量提高 50倍左右。
所需设备小,维护费用少,节省了资金和操作费用。
对现有设备的改造来说,以最少的资金投入,方便地改造现有设备,改善操作,并大大提高了处理量。工程设计及建设周期短
通过采用更高浓度的碱液,则需要的新鲜碱液少,产生的废碱也更少。
操作弹性大,处理量在设计值 30%~130%范围内正常运行;
纤维膜脱硫工艺使用氢氧化钠水溶液脱除液化气中的有机硫。氢氧化钠将其中的甲硫醇、乙硫醇和微量的硫化氢分别转化为甲硫醇钠、乙硫醇钠和硫化钠,使之溶于碱液中,从液化气中抽提到碱液中达到脱硫的目的。硫醇钠和硫化钠混于碱液中形成碱渣。碱渣通过催化剂(液态聚酞氰钴)的作用,氧化再生,循环使用。
液化气中硫醇、硫化氢碱洗(脱除)的化学反应如下:
RSH+NaOH → NaSR+H2