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CN110143845A - 一种苯原料脱硫装置及其工艺 - Google Patents

一种苯原料脱硫装置及其工艺 Download PDF

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CN110143845A CN201910516908.0A CN201910516908A CN110143845A CN 110143845 A CN110143845 A CN 110143845A CN 201910516908 A CN201910516908 A CN 201910516908A CN 110143845 A CN110143845 A CN 110143845A
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赵风轩
苗迎彬
王志远
陈东生
姜曦
张银杏
谯映辉
邓闯
王焕哲
向勇
牛晋生
李鑫
蒋运辉
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Chongqing Huafeng New Materials Co Ltd
Chongqing Huafeng New Materials Research Institute Co Ltd
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Chongqing Huafeng New Materials Research Institute Co Ltd
Chongqing Huafeng Chemical Co Ltd
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    • C07C7/00Purification; Separation; Use of additives
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Abstract

一种苯原料脱硫装置,包括一级、二级反应器、预热器、加热器、缓冲罐,一级反应器包括若干第一反应管,各第一反应管中分别填充有金属镍颗粒,二级反应器包括若干第二反应管各第二反应管中分别填充有金属镍颗粒,一级反应器的第一上封头通过管路与预热器的物料出口连接,一级反应器的第一下封头通过管路与加热器的物料进口连接,加热器的物料出口通过管路与二级反应器的第二上封头连接,二级反应器的第二下封头通过管路与所述缓冲罐侧壁连接,缓冲罐的顶部连接管路,对外提供脱硫的苯原料。脱硫装置的结构简单、运行成本低,含有硫的苯原料采用该脱硫装置脱硫后,含硫量降低至0.3ppm,含硫量下降15‑25%,能有效满足企业对苯原料纯度的要求。

Description

一种苯原料脱硫装置及其工艺
技术领域
本发明涉及化工领域,特别涉及一种苯原料脱硫装置及其工艺。
背景技术
苯是一种石油化工基本原料。由于供应厂家较多,且工艺技术不同,造成企业采购的苯原料中硫含量居高不下。苯原料中含有高组分硫对后续工艺使用的催化剂有很大影响,如苯与氢加成反应中,需要使用镍作为催化剂,苯原料中含有的高组分硫造成催化剂失活、永久性中毒等问题,严重影响加氢反应正常进行。
因此,如何高效除去苯原料中的硫,是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目之一的是针对现有技术的不足,提供一种苯原料脱硫装置,其结构简单、运行成本低,可有效除去苯原料中含有的硫。
本发明的目的之二是提供一种脱除苯原料中硫的工艺,其换热速度快、脱硫接触面积大,可有效除去苯原料中含有的硫。
实现本发明目的之一的技术方案是:一种苯原料脱硫装置,包括一级反应器、二级反应器、预热器、加热器,以及缓冲罐,所述一级反应器包括第一筒体,第一筒体的上端开口通过第一上封头封口,第一筒体的下端开口通过第一下封头封口,第一筒体中设有第一隔板,若干第一反应管穿过第一隔板,连通第一筒体的上端开口、下端开口,各第一反应管中分别填充有金属镍颗粒,且由各反应管下端开口的第一滤网支承,所述二级反应器包括第二筒体,第二筒体的上端开口通过第二上封头封口,第二筒体的下端开口通过第二下封头封口,第二筒体中设有第二隔板,若干第二反应管穿过第二隔板,连通第二筒体的上端开口、下端开口,各第二反应管中分别填充有金属镍颗粒,且由各反应管下端开口的第二滤网支承,所述一级反应器的第一上封头通过管路与预热器的物料出口连接,预热器的物料进口连接管路,用于与苯原料连接,一级反应器的第一下封头通过管路与加热器的物料进口连接,加热器的物料出口通过管路与二级反应器的第二上封头连接,二级反应器的第二下封头通过管路与所述缓冲罐侧壁连接,缓冲罐的顶部连接管路,对外提供脱硫的苯原料。
所述预热器、加热器均为管壳式换热器;预热器的壳程进口连接管路,用于与苯原料连接,预热器的壳程出口通过管路与一级反应器的第一上封头连接;加热器的管程进口通过管路与一级反应器的第一下封头连接,加热器的管程出口通过管路与二级反应器的第二上封头连接。
所述加热器的壳程进口连接管路,用于与蒸汽源连接,加热器的壳程出口通过管路与预热器的管程进口连接,热预器的管程出口连接管路,对外排水。
所述第一反应管均匀分布在第一筒体的内腔中,沿第一筒体的高度方向延伸;所述第二反应管均匀分布在第二筒体的内腔中,沿第二筒体的高度方向延伸。
还包括冷却器,所述缓冲罐的顶部通过管路与冷却器的物料进口连接,冷却器的物料出口连接管路,对外提供降温的脱硫苯原料。
所述缓冲罐的底部设有导淋阀。
实现本发明目的之二的工艺,具有以下步骤,
1)苯原料经过预热器,升温至120-150℃,由第一上封头进入一级反应器中;
2)苯原料在一级反应器中,经若干第一反应管,苯原料中的硫与第一反应管中的金属镍颗粒反应生成稳定的硫化镍,经一级处理的苯原料由第一下封头进入加热器;
3)经一级处理的苯原料经过加热器,升温至140-155℃,由第二上封头进入二级反应器中;
4)经一级处理的苯原料在二级反应器中,经若干第二反应管,经一级处理的苯原料中残余的硫与第二反应管中的金属镍颗粒反应生成稳定的硫化镍,经二级处理的苯原料由第二下封头进入缓冲罐,经缓冲均压后,对外提供脱硫的苯原料。
优选的,步骤1)苯原料经过预热器,升温至145℃。
优选的,步骤3)经一级处理的苯原料经过加热器,升温至155℃。
采用上述技术方案具有以下有益效果:
1、本发明通过预热器,将苯原料升温至120-150℃,进入一级反应器中,苯原料以气态形式经过多个第一反应管,其中的硫与第一反应管中的金属镍颗粒反应,生成稳定的硫化镍,降低苯原料中硫的含量,若苯原料升温低于120℃,整体脱硫效果不佳,若苯原料高于150℃,容易导致催化剂高温粉碎失活。经一级处理的苯原料通过加热器,升温至140-155℃,进入二级反应器中,苯原料以气态形式经过多个第二反应管,其中残留的硫与第二反应管中的金属镍颗粒反应,生成稳定的硫化镍,进一步降低了苯原料中硫的含量,若经过一级处理的苯原料升温低于140℃,整体脱硫效果不佳,若经过以及处理的苯原料升温高于155℃,容易导致催化剂高温粉碎失活。排出的苯原料中硫组分含量大幅下降,有效防止苯原料在参与反应时,苯原料中夹杂的硫造成催化剂失活、永久性中毒等问题,保证苯原料正常参与反应,满足企业生产需求。
2、本发明一级反应器、二级反应器中的反应管均为上端敞口、下端安装滤网的结构,苯原料均以气态形式穿过,既保证了与金属镍颗粒较大的接触面积,满足硫与金属镍颗粒充分反应的条件,同时,生成的硫化镍保留在反应管中,使经过二级处理后的苯原料杂质含量低,进一步提高了苯原料的品质。
3、本发明在二级反应器的下游设置一个缓冲罐,保证气态的苯原料在缓冲罐中的停留时间和一定的缓冲均压效果,使苯原料更加平稳地进入主反应系统,减少对系统压力造成的冲击。
经申请人试验验证,采用本发明装置、工艺处理的苯原料,含硫量降低至0.3ppm,含硫量下降15-25%,能有效满足企业对苯原料纯度的要求。
下面结合附图和具体实施方式作进一步的说明。
附图说明
图1为本发明的连接示意图;
图2为本发明一级反应器的第一筒体示意图;
图3为本发明一级反应器的第一筒体剖视图;
图4为本发明二级反应器的第二筒体剖视图。
附图中,1为一级反应器,11为第一筒体,12为第一上封头,13为第一下封头,14为第一隔板,15为第一反应管,16为第一滤网,2为二级反应器,21为第二筒体,22为第二上封头,23为第二下封头,24为第二隔板,25为第二反应管,26为第二滤网,3为预热器,4为加热器,5为缓冲罐,51为导淋阀,6为冷却器。
具体实施方式
本发明中,未标明具体连接方式的设备,通常按照常规条件或按照厂商建议的条件进行,未标明具体型号的设备,通常为化工领域常规的设备。
实施例一
参见图1至图4,苯原料脱硫装置包括一级反应器1、二级反应器2、预热器3、加热器4,以及缓冲罐5。所述一级反应器1包括第一筒体11,第一筒体11的上端开口通过第一上封头12封口,第一筒体11的下端开口通过第一下封头13封口,第一上封头、第一筒体、第一下封头均采用不锈钢材料制成,且第一上封头、第一下封头采用常规的连接方式与第一筒体进行连接,如采用螺纹配合,或者焊接的方式固定相连,一般的,第一筒体上需要设置支架,以竖立的方式支撑在地面上。第一筒体11中设有第一隔板14,若干第一反应管15穿过第一隔板14,连通第一筒体11的上端开口、下端开口,本实施例中,第一隔板设置两个,分别位于第一筒体的上端开口、下端开口处,通过螺栓或焊接的方式固定,两个第一隔板上均布设置有十九个孔,且一一对应,第一反应管的数量为十九根,采用不锈钢管,且不锈钢管的上端扩径,下端设置螺纹,各第一反应管的下端依次穿过上层、下层的第一隔板,由扩径段限位,各第一反应管的下端通过螺纹配合连接第一滤网,各第一反应管15中分别填充有金属镍颗粒,且由各反应管下端开口的第一滤网16支承。所述二级反应器2包括第二筒体21,第二筒体21的上端开口通过第二上封头22封口,第二筒体21的下端开口通过第二下封头23封口,第二上封头、第二筒体、第二下封头均采用不锈钢材料制成,且第二上封头、第二下封头采用常规的连接方式与第二筒体进行连接,如采用螺纹配合,或者焊接的方式固定相连,一般的,第二筒体上需要设置支架,以竖立方的方式支撑在地面上。第二筒体21中设有第二隔板24,若干第二反应管25穿过第二隔板24,连通第二筒体21的上端开口、下端开口,本实施例中,第二隔板设置两个,分别位于第二筒体的上端开口、下端开口处,通过螺栓或者焊接的方式固定,两个第二隔板上均布设置有十九个孔,且一一对应,第二反应管的数量为十九根,采用不锈钢管,且不锈钢管的上端扩径,下端设置螺纹,各第二反应管的下端依次穿过上层、下层的第二隔板,由扩径段限位,各第二反应管的下端通过螺纹配合连接第二滤网,各第二反应管25中分别填充有金属镍颗粒,且由各反应管下端开口的第二滤网26支承。所述一级反应器1的第一上封头12通过管路与预热器3的物料出口连接,预热器3的物料进口连接管路,用于与苯原料连接,一级反应器1的第一下封头13通过管路与加热器4的物料进口连接,加热器4的物料出口通过管路与二级反应器2的第二上封头22连接,本实施例中,所述预热器3、加热器4均为管壳式换热器,预热器3的壳程进口连接管路,用于与苯原料连接,通常的,该管路上需要设置阀门,控制苯原料进入预热器,预热器3的壳程出口通过管路与一级反应器1的第一上封头12连接,加热器4的管程进口通过管路与一级反应器1的第一下封头13连接,加热器4的管程出口通过管路与二级反应器2的第二上封头22连接,加热器4的壳程进口连接管路,用于与蒸汽源连接,通常的,该管路上需要设置阀门,控制加热介质,如蒸汽进入加热器,加热器4的壳程出口通过管路与预热器3的管程进口连接,热预器3的管程出口连接管路,对外排水。二级反应器2的第二下封头23通过管路与所述缓冲罐5侧壁连接,缓冲罐5的顶部连接管路,对外提供脱硫的苯原料,本实施例中,缓冲罐5的底部设有导淋阀51。由于经过二级处理的苯原料温度较高,需要冷却呈液态后对外排出,因此,还设置一冷却器6,冷却器采用管壳式换热器,所述缓冲罐5的顶部通过管路与冷却器6的物料进口连接,冷却器6的物料出口连接管路,对外提供降温的脱硫苯原料。
实施例二
苯原料中,硫含量为0.4ppm,加热器的壳程进口连接0.8MPa蒸汽作为加热介质,冷却器的管程低点介质连接口作为冷却介质进口,冷却介质采用循环冷却水。
采用实施例一的苯原料脱硫装置脱硫处理,具有以下步骤,
1)苯原料经过预热器,升温至145℃,由第一上封头进入一级反应器中;
2)苯原料在一级反应器中,经第一反应管,苯原料中的硫与第一反应管中的金属镍颗粒反应生成稳定的硫化镍,经一级处理的苯原料由第一下封头进入加热器;
3)经一级处理的苯原料经过加热器,升温至155℃,由第二上封头进入二级反应器中;
4)经一级处理的苯原料在二级反应器中,经第二反应管,经一级处理的苯原料中残余的硫与第二反应管中的金属镍颗粒反应生成稳定的硫化镍,经二级处理的苯原料由第二下封头进入缓冲罐,经缓冲均压后,流经冷却器的壳程进口进入,冷却成液态后,由冷却器的壳程出口排出,对外提供脱硫的苯原料。经检测,其硫含量为0.3ppm,硫含量下降25%。
实施例三
苯原料中,硫含量为0.38ppm,加热器的壳程进口连接0.8MPa蒸汽作为加热介质,冷却器的管程低点介质连接口作为冷却介质进口,冷却介质采用循环冷却水。
采用实施例一的苯原料脱硫装置脱硫处理,具有以下步骤,
1)苯原料经过预热器,升温至143.8℃,由第一上封头进入一级反应器中;
2)苯原料在一级反应器中,经第一反应管,苯原料中的硫与第一反应管中的金属镍颗粒反应生成稳定的硫化镍,经一级处理的苯原料由第一下封头进入加热器;
3)经一级处理的苯原料经过加热器,升温至145.5℃,由第二上封头进入二级反应器中;
4)经一级处理的苯原料在二级反应器中,经第二反应管,经一级处理的苯原料中残余的硫与第二反应管中的金属镍颗粒反应生成稳定的硫化镍,经二级处理的苯原料由第二下封头进入缓冲罐,经缓冲均压后,流经冷却器的壳程进口进入,冷却成液态后,由冷却器的壳程出口排出,对外提供脱硫的苯原料。经检测,其硫含量为0.3ppm,硫含量下降21%。
实施例四
苯原料中,硫含量为0.36ppm,加热器的壳程进口连接0.8MPa蒸汽作为加热介质,冷却器的管程低点介质连接口作为冷却介质进口,冷却介质采用循环冷却水。
采用实施例一的苯原料脱硫装置脱硫处理,具有以下步骤,
1)苯原料经过预热器,升温至127.5℃,由第一上封头进入一级反应器中;
2)苯原料在一级反应器中,经第一反应管,苯原料中的硫与第一反应管中的金属镍颗粒反应生成稳定的硫化镍,经一级处理的苯原料由第一下封头进入加热器;
3)经一级处理的苯原料经过加热器,升温至143.1℃,由第二上封头进入二级反应器中;
4)经一级处理的苯原料在二级反应器中,经第二反应管,经一级处理的苯原料中残余的硫与第二反应管中的金属镍颗粒反应生成稳定的硫化镍,经二级处理的苯原料由第二下封头进入缓冲罐,经缓冲均压后,流经冷却器的壳程进口进入,冷却成液态后,由冷却器的壳程出口排出,对外提供脱硫的苯原料。经检测,其硫含量为0.3ppm,硫含量下降16.7%。

Claims (9)

1.一种苯原料脱硫装置,其特征在于,包括一级反应器(1)、二级反应器(2)、预热器(3)、加热器(4),以及缓冲罐(5),
所述一级反应器(1)包括第一筒体(11),第一筒体(11)的上端开口通过第一上封头(12)封口,第一筒体(11)的下端开口通过第一下封头(13)封口,第一筒体(11)中设有第一隔板(14),若干第一反应管(15)穿过第一隔板(14),连通第一筒体(11)的上端开口、下端开口,各第一反应管(15)中分别填充有金属镍颗粒,且由各反应管下端开口的第一滤网(16)支承,
所述二级反应器(2)包括第二筒体(21),第二筒体(21)的上端开口通过第二上封头(22)封口,第二筒体(21)的下端开口通过第二下封头(23)封口,第二筒体(21)中设有第二隔板(24),若干第二反应管(25)穿过第二隔板(24),连通第二筒体(21)的上端开口、下端开口,各第二反应管(25)中分别填充有金属镍颗粒,且由各反应管下端开口的第二滤网(26)支承,
所述一级反应器(1)的第一上封头(12)通过管路与预热器(3)的物料出口连接,预热器(3)的物料进口连接管路,用于与苯原料连接,一级反应器(1)的第一下封头(13)通过管路与加热器(4)的物料进口连接,加热器(4)的物料出口通过管路与二级反应器(2)的第二上封头(22)连接,二级反应器(2)的第二下封头(23)通过管路与所述缓冲罐(5)侧壁连接,缓冲罐(5)的顶部连接管路,对外提供脱硫的苯原料。
2.根据权利要求1所述的苯原料脱硫装置,其特征在于,所述预热器(3)、加热器(4)均为管壳式换热器;预热器(3)的壳程进口连接管路,用于与苯原料连接,预热器(3)的壳程出口通过管路与一级反应器(1)的第一上封头(12)连接;加热器(4)的管程进口通过管路与一级反应器(1)的第一下封头(13)连接,加热器(4)的管程出口通过管路与二级反应器(2)的第二上封头(22)连接。
3.根据权利要求2所述的苯原料脱硫装置,其特征在于,所述加热器(4)的壳程进口连接管路,用于与蒸汽源连接,加热器(4)的壳程出口通过管路与预热器(3)的管程进口连接,热预器(3)的管程出口连接管路,对外排水。
4.根据权利要求1所述的苯原料脱硫装置,其特征在于,所述第一反应管(15)均匀分布在第一筒体(11)的内腔中,沿第一筒体(11)的高度方向延伸;所述第二反应管(25)均匀分布在第二筒体(21)的内腔中,沿第二筒体(21)的高度方向延伸。
5.根据权利要求1所述的苯原料脱硫装置,其特征在于,还包括冷却器(6),所述缓冲罐(5)的顶部通过管路与冷却器(6)的物料进口连接,冷却器(6)的物料出口连接管路,对外提供降温的脱硫苯原料。
6.根据权利要求1所述的苯原料脱硫装置,其特征在于,所述缓冲罐(5)的底部设有导淋阀(51)。
7.采用权利要求1-6任一装置脱除苯原料中硫的工艺,其特征在于,具有以下步骤,
1)苯原料经过预热器,升温至120-150℃,由第一上封头进入一级反应器中;
2)苯原料在一级反应器中,经若干第一反应管,苯原料中的硫与第一反应管中的金属镍颗粒反应生成稳定的硫化镍,经一级处理的苯原料由第一下封头进入加热器;
3)经一级处理的苯原料经过加热器,升温至140-155℃,由第二上封头进入二级反应器中;
4)经一级处理的苯原料在二级反应器中,经若干第二反应管,经一级处理的苯原料中残余的硫与第二反应管中的金属镍颗粒反应生成稳定的硫化镍,经二级处理的苯原料由第二下封头进入缓冲罐,经缓冲均压后,对外提供脱硫的苯原料。
8.根据权利要求7所述的工艺,其特征在于,步骤1)苯原料经过预热器,升温至145℃。
9.根据权利要求7所述的工艺,其特征在于,步骤3)经一级处理的苯原料经过加热器,升温至155℃。
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