液化氣固定床無(wú)堿脫硫脫臭的裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及石油加工過程中液化氣精制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種液化氣固定床無(wú) 堿脫硫脫臭的裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 液化石油氣是石油加工過程中的產(chǎn)品之一，也是進(jìn)一步加工成其他產(chǎn)品的重要原 料。精制原料液化石油氣主要是用醇胺法脫硫化氫后的液化氣，從醇胺法脫硫單元來(lái)的液 化氣主要成分是C3、C4組分，含有少量硫化氫和有機(jī)硫（主要是硫醇、羰基硫、二硫化碳）。
[0003]目前市場(chǎng)上的液化氣轉(zhuǎn)化催化劑主要有磺化酞菁鈷和或聚酞菁鈷催化劑，但是這 兩種催化劑只對(duì)硫醇鈉有較好的轉(zhuǎn)化作用，功能單一，且需另外加空氣和或活化劑，工藝復(fù) 雜，成本尚。
[0004] 現(xiàn)有的液化氣精制技術(shù)，一般采用Merox抽提一液相催化氧化工藝，在抽提塔內(nèi)， 液化氣中的硫醇與劑堿溶液（磺化酞菁鈷堿液）反應(yīng)生成硫醇鈉并轉(zhuǎn)移到堿相中；與液化 氣分離后的劑堿液進(jìn)入氧化再生塔，在空氣作用下，堿液中的硫醇鈉被氧化成二硫化物，實(shí) 現(xiàn)硫醇的脫除，同時(shí)堿液、催化劑再生，循環(huán)利用。但是該工藝存在如下問題：1)會(huì)產(chǎn)生大 量的堿渣，堿渣有嚴(yán)重的惡臭氣味，會(huì)造成環(huán)境問題；2)由于堿渣和液化氣的分離不徹底 產(chǎn)，產(chǎn)品液化氣時(shí)常不合格（有害物質(zhì)超標(biāo)造成）；3)處理堿渣要花費(fèi)大量的人力、物力，且 存在二次污染，將硫以氧化物的形式排放到大氣中會(huì)造成空氣污染；4)操作上存在不安全 隱患，配堿液時(shí)，燒堿和堿液易傷人，而卸堿渣時(shí)，容易引起液化氣泄漏。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種工藝簡(jiǎn)單、操作方便、無(wú)堿 渣排放，能有效地脫除液化氣中的少量硫化氫，并有效轉(zhuǎn)化、脫除液化氣中的有機(jī)硫（主要 是硫醇、羰基硫、二硫化碳）的固定床脫硫脫臭的方法及裝置。
[0006] 本發(fā)明實(shí)現(xiàn)其目的的技術(shù)方案如下：
[0007] 一種液化氣固定床無(wú)堿脫硫脫臭的裝置，包括第一脫硫劑罐、第一道瓷球、第二道 瓷球、催化劑罐、第三道瓷球、第四道瓷球、第二脫硫劑罐、第五道瓷球、第六道瓷球，第一脫 硫劑罐的底部設(shè)有液化氣入口，第一道瓷球位于第一脫硫劑罐的下部，第二道瓷球位于第 一脫硫劑罐的上部，第一道瓷球與第二道瓷球之間為第一脫硫劑區(qū)，第一脫硫劑罐的頂部 出口與催化劑罐的底部入口通過管道相連；第三道瓷球位于催化劑罐的下部，第四道瓷球 位于催化劑罐的上部，第三道瓷球與第四道瓷球之間為催化劑區(qū)，催化劑罐的頂部出口與 第二脫硫劑罐的底部入口通過管道相連；第五道瓷球位于第二脫硫劑罐的下部，第六道瓷 球位于第二脫硫劑罐的上部，第五道瓷球與第六道瓷球之間為第二脫硫劑區(qū)，第二脫硫劑 罐的頂部設(shè)有液化氣出口；
[0008] 所述第一脫硫劑區(qū)與第二脫硫劑區(qū)所填充的脫硫劑相同，所述脫硫劑由重量百分 比的以下組分組成：ZnO :35?50%，Mn02:35?50%，CaO :5?15%，余量為載體，所述載 體由40?65 %的鋁氧化物和35?60 %的氧化硅組成；
[0009] 所述催化劑區(qū)所填充的有機(jī)硫轉(zhuǎn)化催化劑由重量百分比的以下組分組成：Ni : 10 ?20%，Na20 :5 ?10%，余量為 y-Al203載體。
[0010] 所述第一道瓷球、第二道瓷球、第三道瓷球、第四道瓷球、第五道瓷球和第六道瓷 球均為直徑6?10mm的活性瓷球疊放而成。
[0011] 所述第一道瓷球、第二道瓷球、第三道瓷球、第四道瓷球、第五道瓷球和第六道瓷 球均由等質(zhì)量比例的直徑為6和10mm的活性瓷球疊放而成。
[0012] 所述ZnO來(lái)源于活性氧化鋅、堿式碳酸鋅、碳酸鋅中的一種或多種；所述Mn02來(lái)源 于碳酸錳、活性氧化錳、醋酸錳中的一種或多種；所述CaO來(lái)源于氫氧化鈣、碳酸鈣、醋酸鈣 中的一種或多種；所述鋁氧化物來(lái)源于氫氧化鋁、薄水鋁、氧化鋁中的一種或多種。
[0013] 所述Ni來(lái)源于硝酸鎳、硫酸鎳、氯化鎳、醋酸鎳中的一種或多種；Na20來(lái)源于氫氧 化鈉、碳酸鈉、醋酸鈉中的一種或多種。
[0014] 使用時(shí)，可根據(jù)需要設(shè)計(jì)多個(gè)固定床床層，在待處理的液化氣中的硫化氫含量不 大于5PPm的情況下，液化氣流經(jīng)一個(gè)或多個(gè)有機(jī)硫轉(zhuǎn)化催化劑床層，再流經(jīng)一個(gè)或多個(gè)硫 吸收劑床層即可。
[0015] 利用上述裝置對(duì)液化氣進(jìn)行固定床無(wú)堿脫硫脫臭的方法，包括如下步驟：
[0016] 1)將從醇胺法脫硫單元來(lái)的液化氣從第一脫硫劑罐底部的液化氣入口輸入，液化 氣先經(jīng)過第一道瓷球，再經(jīng)過第一脫硫劑區(qū)的脫硫劑脫除液化氣中的硫化氫，然后經(jīng)過第 二道瓷球，從第一脫硫劑罐頂部輸出；
[0017] 2)從第一脫硫劑罐頂部輸出的液化氣通過管道從催化劑罐的底部入口進(jìn)入催化 劑罐，經(jīng)過第三道瓷球，接著經(jīng)過催化劑區(qū)的有機(jī)硫轉(zhuǎn)化催化劑將液化氣中的有機(jī)硫轉(zhuǎn)化 為硫化氫和二硫化物，然后經(jīng)過第四道瓷球，從催化劑罐的頂部輸出；
[0018] 3)從催化劑罐的頂部輸出的液化氣經(jīng)過管道從第二脫硫劑罐的底部入口進(jìn)入第 二脫硫劑罐，經(jīng)過第五道瓷球，接著經(jīng)過第二脫硫劑罐的第二脫硫劑區(qū)脫除硫化氫、二硫化 物和二氧化碳，然后經(jīng)過第六道瓷球，從脫硫罐頂部的液化氣出口輸出，進(jìn)入氣分裝置。
[0019] 本發(fā)明的工作過程和原理為：從醇胺法脫硫單元來(lái)的液化氣，在其自身的壓力和 溫度下，通過管道和閥門，從第一脫硫劑罐底部的液化氣入口進(jìn)入第一脫硫劑罐，第一脫硫 劑罐中裝有瓷球和脫硫劑，液化氣中的硫化氫與脫硫劑反應(yīng)生成金屬硫化物從而脫除其中 的硫化氫，使得進(jìn)入催化劑罐中的硫化氫含量不大于5PPm，以保護(hù)催化劑罐中的催化劑性 能的正常發(fā)揮和保證其使用壽命（尤其是當(dāng)硫化氫含量比較高的時(shí)候）；本發(fā)明的脫硫劑 與有機(jī)硫轉(zhuǎn)化催化劑有良好的配伍性和協(xié)同作用，脫硫劑可以協(xié)助催化劑轉(zhuǎn)化液化氣中的 有機(jī)硫，經(jīng)過精脫硫化氫后的液化氣從第一脫硫劑罐頂部輸出經(jīng)過管道和閥門進(jìn)入催化劑 罐后，液化氣中的羰基硫和二硫化碳在催化劑的作用下與水分別反應(yīng)生成硫化氫和二氧化 碳，硫醇（R-SH)在催化劑的作用下與氧氣反應(yīng)生成二硫化物（氧主要來(lái)源是液化氣中的游 離氧和催化劑中的組分），反應(yīng)式為：
[0020]
[0021]
[0022]
[0023] 有機(jī)硫經(jīng)催化劑轉(zhuǎn)化后的液化氣從催化劑罐頂部輸出，經(jīng)過管道和閥門從第二脫 硫劑罐底部進(jìn)入第二脫硫劑罐，脫硫劑將經(jīng)過有機(jī)硫轉(zhuǎn)化催化劑轉(zhuǎn)化出來(lái)的硫化氫、二氧 化碳進(jìn)行精脫除，對(duì)有機(jī)硫轉(zhuǎn)化催化劑轉(zhuǎn)化出來(lái)的二硫化物進(jìn)行部分物理和化學(xué)吸附：硫 化氫與氧化鋅、氧化錳、氧化鈣分別反應(yīng)生成相應(yīng)的金屬硫化物，固定在脫硫劑上；硫醇與 錳的氧化物反應(yīng)生成有機(jī)錳，二硫化物部分被化學(xué)、物理作用吸附在脫硫劑上；二氧化碳與 氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣。脫硫后的液化氣從設(shè)在第二脫硫劑罐頂部的出口出來(lái)經(jīng)過管道和 閥門送到氣分裝置。
[0024] 本發(fā)明的有益效果是：（1)對(duì)液化氣中的有機(jī)硫（主要是硫醇、羰基硫、二硫化碳） 專門進(jìn)行催化轉(zhuǎn)化，并對(duì)其中的硫化氫進(jìn)行精脫除，對(duì)轉(zhuǎn)化的二硫化物也能部分脫除，能更 好的達(dá)到脫硫脫臭的精制目的；（2)無(wú)堿渣排放引起的環(huán)境污染；（3)無(wú)需配堿液、卸堿渣， 消除了不安全隱患；(4)液化氣產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，有利于進(jìn)一步加工；(5)操作方便、工藝簡(jiǎn) 單，無(wú)增加動(dòng)力及其它助劑。
【附圖說(shuō)明】
[0025] 圖1是本發(fā)明液化氣固定床無(wú)堿脫硫脫臭的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖中：1、第一脫硫劑罐；2、第一道瓷球；3、第二道瓷球；4、催化劑罐；5、第三道瓷 球；6、第四道瓷球；7、第二脫硫劑罐；8、第五道瓷球；9、第六道瓷球；10、液化氣入口； 11、 第一脫硫劑區(qū)；12、催化劑區(qū)；13、第二脫硫劑區(qū)；14、液化氣出口。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 如圖1所示，本發(fā)明的液化氣固定床無(wú)堿脫硫脫臭的裝置，由第一脫硫劑罐1、第 一道瓷球2、第二道瓷球3、催化劑罐4、第三道瓷球5、第四道瓷球6、第二脫硫劑罐7、第五 道瓷球8和第六道瓷球9組成，第一脫硫劑罐1的底部設(shè)有液化氣入口 10,第一道瓷球2位 于第一脫硫劑罐1的下部，第二道瓷球3位于第一脫硫劑罐1的上部，第一道瓷球2與第二 道瓷球3之間為第一脫硫劑區(qū)11，第一脫硫劑罐1的頂部出口與催化劑罐4的底部入口通 過管道和閥門相連；第三道瓷球5位于催化劑罐4的下部，第四道瓷球6位于催化劑罐4的 上部，第三道瓷球5與第四道瓷球6之間為催化劑區(qū)12,催化劑罐4的頂部出口與第二脫 硫劑罐7的底部入口通過管道和閥門相連；第五道瓷球8位于第二脫硫劑罐7的下部，第六 道瓷球9位于第二脫硫劑罐7的上部，第五道瓷球8與第六道瓷球9之間為第二脫硫劑區(qū) 13,第二脫硫劑罐7的頂部設(shè)有液化