一种石油烃的吸附脱硫方法技术

一种石油烃吸附脱硫方法，采用固定床-流化床反应器，反应器自上而下分为颗粒沉降区、反应区和气体缓冲区，所述的反应区沿径向由外向内或者由内向外分为固定床层和流化床层；所述的固定床层下部和所述的流化床层与所述的气体缓冲区之间设置气体可通过、催化剂颗粒不可通过的隔离板，所述的固定床层上部与所述的颗粒沉降区之间封闭，所述的流化床层上部与所述的颗粒沉降区相通，所述的固定床层上部设置流体进料口，所述的颗粒沉降区内设置气固分离器，所述的气固分离器的气相出口为反应器的流体出料口，所述的流化床层还设置流化催化剂进口和出口。本发明专利技术提供的石油烃吸附脱硫方法简化了装置建设及操作过程、节省了能耗，并有利于实现生产的连续化反应、再生。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种石油烃馏分的脱硫方法，更具体地说，涉及一种石油烃馏分的吸附脱硫方法。技术背景过程强化是指在生产及加工过程中运用新技术和新设备，实现反应过程与传热、传质及浓度等过程因素之间的最优匹配，从而提高能量效率，增大设备生产能力，减少废物排放。化工过程强化是国内外化工界长期奋斗的目标，近年来更加引起了人们的重视。在美国等许多发达国家，化工过程强化被列为当前化学工程优先发展的三大领域之一。在化工反应过程中涉及多种复杂反应，而且有些反应为可逆反应，产物浓度影响着平衡反应，为强化反应过程，需要引入物理或化学手段来降低某些反应物浓度，以此强化目的产物收率。在实现这些过程强化手段时，需要相应的反应器相配合实施。US7501111B2提出了一种用于SO2和H2S转化为硫和水的管式克劳斯催化反应装置(径向流反应器)，包含硫分离器、至少一个同心管式反应器(径向反应器)和环形冷凝区(热交换介质流动区域)。硫分离器包含反应气、过程气通道和至少一个液硫入口。过程气通道设有出口，温度控制区包含热交换介质的出入口。反应器位于过程气通道和反应气通道之间。反应器包含环状催化反应区，紧邻反应气通道和冷凝区。反应器将冷凝器和径向流反应器耦合起来，强化了反应过程。CN1150331C提出一种移动床径向反应器，包括一个壳体，壳体由圆形侧壁、上封头和底部封头组成，壳体内设有沿壳体轴向由内到外依次布置的内网和外网，内网和外网之间形成环形空间，壳体上设有反应物入口、反应物出口，上部封头上设有催化剂导入管，底部封头设有催化剂排出管，催化剂导入管和排出管与环隙空间相连，催化剂排出管在底部封头的内表面上形成开口，其特征在于：在内网的下部设有裙座，裙座的外表面有上到下沿内部网向外网的方向倾斜，其上缘与内网相连，下缘的径向位置位于所述催化剂排出管的径向位置的内侧。US7125529B2提出了一种具有两种催化剂床层的径向流动反应器。反应器包括出口、入口、三个同轴的中心管、第一催化剂床层、第二催化剂床层。反应器外壁和最外中心管构成的环隙为流体出料通道，并和反应器进口相连；最外中心管和居中的中心管构成的环隙区为第一床层区，居中的中心管和最内的中心管构成的环隙区为第二床层区，中心管围成的区域为流体通道，并与反应器出口相连。各中心管允许流体通过，并阻止催化剂通过。这种反应器只适应催化剂活性不变的过程。US8101133B2提出了一种径向流反应器，反应器的催化剂床层为两层催化剂床层，每层催化剂的物性不同。这种径向流反应只能适应反应过程中催化剂活性不变的反应过程，不能适应催化剂缓慢失活的反应过程。在一些复杂的反应过程中，反应需要不同种类的催化剂，部分反应对催化剂活性没有影响，部分反应会造成催化剂失活，失活的催化剂需要再生。如果这些反应过程分开进行，则未失活的催化剂就不需要再生。一旦将这些反应过程耦合在一起进行，传统的反应器满足不了这种反应过程，势必造成所有催化剂都进行再生，造成能源的浪费。汽油吸附脱硫技术采用具有催化加氢功能和硫吸附功能的吸附脱硫催化剂，化学吸附石油烃馏分中含硫化合物中的硫原子，使之保留在吸附剂上，而含硫化合物的烃结构部分被加氢后返回物流中，从而实现脱硫过程。吸附脱硫催化剂包含两种活性组分，一是具有加氢/脱氢功能的金属组元，用于断裂烃分子的C-S，另一种为对S离子具有化学吸附功能。催化剂中吸附剂的硫容量有限，脱硫过程中催化剂表面和孔道内的活性中心会逐渐被硫原子占据发生吸附饱和而失去活性，所以需要对吸附剂进行再生。在吸附剂再生的同时催化剂中加氢/脱氢功能的金属组元也参与再生过程，生成金属氧化物，需要再临氢还原。金属组元经过了无谓的再生、还原，浪费了大量的氢气，还增加了能耗。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种采用固定床-流化床反应器，装填两种不同性质催化剂的石油烃馏分的吸附脱硫方法。一种石油烃吸附脱硫方法，采用固定床-流化床反应器，反应器由上至下分为颗粒沉降区、反应区和气体缓冲区，所述的反应区沿径向由外向内或者由内向外分为固定床层和流化床层；所述的固定床层下部经所述的气体缓冲区与所述的流化床层相通，固定床层、流化床层与气体缓冲区之间设置气体可通过、催化剂颗粒不可通过的隔离板，所述的固定床层上部与所述的颗粒沉降区之间封闭，所述的流化床层上部与所述的颗粒沉降区相通，所述的固定床层上部设置流体进料口，所述的颗粒沉降区内设置气固分离器，所述的气固分离器的气相出口为反应器的流体出料口，所述的流化床层还设置流化催化剂进口和出口；采用两种具有协同作用的催化剂，所述的固定床层内装填不易失活的加氢脱硫催化剂，易失活的脱硫吸附剂经流化催化剂进口进入流化床层，石油烃馏分与氢气由流体进料口进入固定床层，与加氢脱硫催化剂接触石油烃中的含硫烃分子反应生成H2S，反应油气流出固定床层进入气体缓冲区，由气体缓冲区进入流化床层，H2S被化学吸附在脱硫吸附剂上，反应油气经过流化床层进入颗粒沉降区，经气固分离器进行气固分离，分离出的反应油气流出反应器，得到脱硫后的石油烃产品；分离出的脱硫吸附剂返回流化床层，流化床层中的脱硫吸附剂逐渐失活，经流化催化剂出口移出反应器，进入吸附剂再生器中再生后返回循环利用。本专利技术提供的方法适用于馏程范围在C3馏分～220℃的石油烃馏分的脱硫。本专利技术所提供的石油烃吸附脱硫方法的有益效果为：本专利技术提供的石油烃吸附脱硫方法，采用固定床-流化床耦合反应器，可以装填两种具有协同作用，失活速度不同的催化剂。固定床层装填加氢脱硫催化剂实现汽油的脱硫反应，流化床层装填吸附脱硫剂实现对反应过程产生的H2S的吸附，在吸附脱硫剂频繁再生的过程中，加氢脱硫催化剂不随脱硫吸附剂再生而再生、还原。可减少催化剂的磨损并节省了大量用于加氢脱硫催化剂还原的氢气，简化了装置建设及操作过程、节省了能耗，并有利于实现生产的连续化反应、再生。可用于C3～220℃馏分段的含硫石油烃馏分的深度脱硫工艺。另外，本专利技术提供的反应装置结构简单，生产效率高。附图说明图1为本专利技术采用的固定床-流化床反应器的第一种结构示意图；图2为本专利技术采用的固定床-流化床反应器的第二种结构示意图；图3为本专利技术采用的固定床-流化床反应装置流程示意图。具体实施方式本专利技术提供的石油烃吸附脱硫方法是这样具体实施的：一种石油烃吸附脱硫方法，采用固定床-流化床反应器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石油烃吸附脱硫方法，其特征在于，采用固定床‑流化床反应器，反应器由上至下分为颗粒沉降区、反应区和气体缓冲区，所述的反应区沿径向由外向内或者由内向外分为固定床层和流化床层；所述的固定床层下部经所述的气体缓冲区与所述的流化床层相通，固定床层、流化床层与气体缓冲区之间设置气体可通过、催化剂颗粒不可通过的隔离板，所述的固定床层上部与所述的颗粒沉降区之间封闭，所述的流化床层上部与所述的颗粒沉降区相通，所述的固定床层上部设置流体进料口，所述的颗粒沉降区内设置气固分离器，所述的气固分离器的气相出口为反应器的流体出料口，所述的流化床层还设置流化催化剂进口和出口；采用两种具有协同作用的催化剂，所述的固定床层内装填不易失活的加氢脱硫催化剂，易失活的脱硫吸附剂经流化催化剂进口进入流化床层，石油烃馏分与氢气由流体进料口进入固定床层，石油烃中的含硫烃分子与加氢脱硫催化剂接触反应生成H2S，反应油气流出固定床层进入气体缓冲区，由气体缓冲区进入流化床层，H2S被化学吸附在脱硫吸附剂上，反应油气经过流化床层进入颗粒沉降区，经气固分离器进行气固分离，分离出的反应油气流出反应器，得到脱硫后的石油烃产品；分离出的脱硫吸附剂返回流化床层，流化床层中的脱硫吸附剂逐渐失活，经流化催化剂出口移出反应器，进入吸附剂再生器中再生后返回循环利用。...

【技术特征摘要】
1.一种石油烃吸附脱硫方法，其特征在于，采用固定床-流化床反应
器，反应器由上至下分为颗粒沉降区、反应区和气体缓冲区，所述的反应
区沿径向由外向内或者由内向外分为固定床层和流化床层；所述的固定床
层下部经所述的气体缓冲区与所述的流化床层相通，固定床层、流化床层
与气体缓冲区之间设置气体可通过、催化剂颗粒不可通过的隔离板，所述
的固定床层上部与所述的颗粒沉降区之间封闭，所述的流化床层上部与所
述的颗粒沉降区相通，所述的固定床层上部设置流体进料口，所述的颗粒
沉降区内设置气固分离器，所述的气固分离器的气相出口为反应器的流体
出料口，所述的流化床层还设置流化催化剂进口和出口；
采用两种具有协同作用的催化剂，所述的固定床层内装填不易失活的
加氢脱硫催化剂，易失活的脱硫吸附剂经流化催化剂进口进入流化床层，
石油烃馏分与氢气由流体进料口进入固定床层，石油烃中的含硫烃分子与
加氢脱硫催化剂接触反应生成H2S，反应油气流出固定床层进入气体缓冲
区，由气体缓冲区进入流化床层，H2S被化学吸附在脱硫吸附剂上，反应
油气经过流化床层进入颗粒沉降区，经气固分离器进行气固分离，分离出
的反应油气流出反应器，得到脱硫后的石油烃产品；分离出的脱硫吸附剂
返回流化床层，流化床层中的脱硫吸附剂逐渐失活，经流化催化剂出口移
出反应器，进入吸附剂再生器中再生后返回循环利用。
2.按照权利要求1的石油烃吸附脱硫方法，其特征在于，所述的固定
床-流化床反应器中，所述的的颗粒沉降区、反应区和气体缓冲区的高度比
范围为：(0.2～0.4)：1：(0.2～0.4)。
3.按照权利要求1或2的石油烃吸附脱硫方法，其特征在于，所述的
固定床...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯栓弟，朱丙田，武雪峰，汪燮卿，张久顺，毛安国，李锐，张哲民，张同旺，宋宁宁，刘凌涛，赵俊杰，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11