脱除混合碳四中微量水分的工业试验研究
|
摘要
作为烷基化反应原料的混合碳四,所含的水是主要耗酸杂质。对混合碳四进行深度脱水,把水含量从200 mg/kg降至20 mg/kg,可降低硫酸法烷基化装置的耗酸量,既能降低直接生产费用,又能减少废酸排放量,可以给生产厂家带来巨大的经济效益和社会效益。
吸附法脱除混合碳四中的微量水分,多在常温下操作,可用用硅胶、活性氧化铝和分子筛等作为吸附干燥剂。本次工业试验,选用活性氧化铝作为吸附干燥剂,采用降压、加热相组合的干燥剂再生方式,考察干燥剂对混合碳四的脱水效果。
试验表明,经活性氧化铝吸附干燥后,混合碳四中的水含量平均降至71 mg/kg,吸附干燥器的平均脱水率为58.1%,实际脱水量只占设计脱水量的27.6%,尚没有达到预期的脱水要求(20mg/kg)。而采用3A分子筛作为干燥吸附剂,在电加热器代替蒸汽加热器的情况下,3A分子筛可以把混合碳四中的水含量降至20mg/kg以下,说明以3A分子筛作为吸附干燥剂脱水的效果优于活性氧化铝。以活性氧化铝作为吸附干燥剂可节省直接生产费用21.4万元／年,而以3A分子筛作为吸附干燥剂则可节省32.4万元／年,经济效益显著。
In the reaction process of alkylation, micro-water in mixed carbon four is the main impurities of acid consumptions. Dehydrating deeply to mixed carbon four, the water content from 200 mg/kg reduced to 20 mg/kg, it can reduce the acid consumption capacity of sulfuric acid in alkylation unit. Both to reduce the production costs and to discharge the least waste acid, so it can give a huge economic and social benefits to manufacturers.
Removal of the micro-water in mixed carbon four by adsorption operating at room temperature, silica gel, activated alumina and molecular sieve desiccant can be elected as adsorbent. In this industrial experiment, dehydration may be studied using activated alumina as dehydration agent by desiccant regeneration method combined step-down and heating.
The industrial test proved that the dehydration results to mixed carbon four by desiccant adsorption can get 58.1%, the average water content can be dropped to 71mg/kg which was 27.6% of the design data of dehydration, greater than the expected dehydration data (20mg/kg). But using dried 3A molecular sieve as dehydration agent, insteading of the steam heater in the heating case, the average dehydration rate can be reduced to the expected dehydration data of 20mg/kg. It showed the 3A molecular sieve was the perfect adsorption dehydration desiccant better than activated alumina. The product cost can be saved 214,000 RMB/year using activated alumina desiccant, while it's 324,000 RMB/year when 3A molecular sieve was used as the adsorption desiccant. The significant economic benefits can be got by using the later.
吸附法脱除混合碳四中的微量水分,多在常温下操作,可用用硅胶、活性氧化铝和分子筛等作为吸附干燥剂。本次工业试验,选用活性氧化铝作为吸附干燥剂,采用降压、加热相组合的干燥剂再生方式,考察干燥剂对混合碳四的脱水效果。
试验表明,经活性氧化铝吸附干燥后,混合碳四中的水含量平均降至71 mg/kg,吸附干燥器的平均脱水率为58.1%,实际脱水量只占设计脱水量的27.6%,尚没有达到预期的脱水要求(20mg/kg)。而采用3A分子筛作为干燥吸附剂,在电加热器代替蒸汽加热器的情况下,3A分子筛可以把混合碳四中的水含量降至20mg/kg以下,说明以3A分子筛作为吸附干燥剂脱水的效果优于活性氧化铝。以活性氧化铝作为吸附干燥剂可节省直接生产费用21.4万元／年,而以3A分子筛作为吸附干燥剂则可节省32.4万元／年,经济效益显著。
In the reaction process of alkylation, micro-water in mixed carbon four is the main impurities of acid consumptions. Dehydrating deeply to mixed carbon four, the water content from 200 mg/kg reduced to 20 mg/kg, it can reduce the acid consumption capacity of sulfuric acid in alkylation unit. Both to reduce the production costs and to discharge the least waste acid, so it can give a huge economic and social benefits to manufacturers.
Removal of the micro-water in mixed carbon four by adsorption operating at room temperature, silica gel, activated alumina and molecular sieve desiccant can be elected as adsorbent. In this industrial experiment, dehydration may be studied using activated alumina as dehydration agent by desiccant regeneration method combined step-down and heating.
The industrial test proved that the dehydration results to mixed carbon four by desiccant adsorption can get 58.1%, the average water content can be dropped to 71mg/kg which was 27.6% of the design data of dehydration, greater than the expected dehydration data (20mg/kg). But using dried 3A molecular sieve as dehydration agent, insteading of the steam heater in the heating case, the average dehydration rate can be reduced to the expected dehydration data of 20mg/kg. It showed the 3A molecular sieve was the perfect adsorption dehydration desiccant better than activated alumina. The product cost can be saved 214,000 RMB/year using activated alumina desiccant, while it's 324,000 RMB/year when 3A molecular sieve was used as the adsorption desiccant. The significant economic benefits can be got by using the later.
引文
[1]侯祥麟主编.中国炼油技术(第二版)[M].北匕京：中国石化出版社.2001
[2]赖光愚.炼厂气体加工[M].北京：中国石化出版社.2005
[3]高步良.高辛烷值汽油组分生产技术[M].北京：中国石化出版社.2006
[4]化学工程手册编辑委员会.化学工程手册(第二版)第17篇：干燥[M].北京：化工业出版社.1996
[5]胡同亮,杨柯,马良军,等.原油脱盐脱水研究进展[J].抚顺石油学院学报,2003,23(3)：1～5.
[6]贾鹏林,娄世松,楚喜丽.原油电脱盐脱水技术[M].北京：中国石化出版社.2010
[7]王广然主编.油气集输[M].北京：石油工业出版社.2006
[8]谭丽,沈明欢,王振宇,等.原油脱盐脱水技术综述[J].炼油技术与工程,2009,39(5)：1-7.
[9]朱泽民.稠油脱水工艺的探索[J].油气田地面工程,2000,19(2)：31-32.
[10]宁甲清,李泽勤,孟伟.超稠油脱水工艺技术的现场应用[J].油气田地面工程,2000,19(1)：23～25.
[11]臧秀萍,张维志,吴德兴,等.超稠油脱水工艺设计研究[J].油气田地面工程,2003,22(8)：14～15.
[12]刘玉丽.稠油高温脱水工艺试验研究[J].油气田地面工程,2004,23(4)：12.
[13]李宗强.超稠油预脱水剂的研究与应用[J].特种油气藏,2005,12(3)：94～95,99.
[14]蒋昌启,朱建华,刘红研,等.超稠油化学降粘脱水技术[J].青岛科技大学学报,2005,26(2)：109～113.
[15]姚婷,单士明,张洪歧,等.稠油脱水工艺方法研究[J].油气田地面工程,2007,26(2)：17,30.
[16]林世雄.石油炼制工程(第二版)[M]上册.北京：石油工业出版社.1988.346-352
[17]孙旭辉.原油电脱盐脱水装置优化操作研究[D].北京：北京化工大学,2001
[18]雷龙梅.常减压装置原油脱盐脱水实际效果分析[J].化学工程与装备,2008,(1)：31-37.
[19]白志上,汪华林,唐良瑞.原油脱盐脱水技术评述[J].化工机械,2004,31(6)：384-387.
[20]李征西,徐思文主编.油品储运设计手册[M].北京：石油工业出版社.1997
[21]Thew M T,Smyth I C.Development and Performance of Oil-Water Hydrocyclone Separators--a Review.London:The Institμde of Mining and Metallμrgy,1998.77-83.
[22]袁惠新,曾艺忠,杨中峰.旋流分离技术的现状与应用前景[J].化工机械,2002,29(6)：359～362.
[23]R.Sako et al.Rapid Separation of Oil Particle from Low Concentrated O/W Emμlsion in the Presence Msing Sμrface Characteristics[J].Studies in sμrface science and catalysis,2001,132:399-402.
[24]刘亚莉,吴山东,董东等.膜聚结法及油品脱水研究[J].过滤与分离,2005,15(4)：4-6.
[25]GB17930-2006.车用汽油[S]
[26]张广林.现代燃料油品手册[M].北京：中国石化出版社.2009
[27]蒋明虎,王尊策,李枫,等.液-液旋流分离机理与应用研究.第六届全国非均相分离学术交流会论文集,1999.195-205
[28]GB253-2008.煤油[S]
[29]GB6537-2006.3号喷气燃料[S]
[30]李文秀,胡国良.航空煤油中微量水分的分子筛吸附[J].石油化工,1996,25(8)：547～551.
[31]中国科学院大连物理化学研究所分子筛组编.沸石分子筛[M].北京：科学出版社.1978
[32]GB252-2000.轻柴油[S]
[33]GB/19147-2003.车用柴油[S]
[34]张锡初,梁瑞钦.液-液聚结器在柴油精制中的应用[J].炼油设计,1999,29(12)：27-28
[35]杨成伟,袁惠新.旋流分离技术在催化柴油脱水净化中的应用[J].炼油与化工,2004,15(3)：11～12
[36]刘海涛,何晓芬,张梅.柴油电脱水盐脱水系统的应用[J].石油化工腐蚀与防护,2006,23(5)：47～49
[37]SH/T0356-1996.燃料油[S]
[38]GB/T17411-1998.船用燃料油[S]
[39]GJB2913A-2004.军舰用燃料油规范[S]
[40]李廷朝,程素萍.润滑油聚结脱水技术[J].液压与传动,2003(1)：41-42
[41]李永达.天然气分子筛脱水效果研究[D].杭州：浙江大学,2003
[42]SY/T0076-2003.天然气脱水设计规范[S]
[43]John M Campbell. Gas Conditioning and Processing (Volμme 2):The Eqμipment Moμdμles[M].Oklahoma MSA:John M.Campbell and Company,2004.
[44]张朋波,王兆银.天然气液化预处理工艺流程[J].煤气与热力,2009,29(9)：B05-B07
[45]GB 18047-2000.车用压缩天然气[S]
[46]Atkinson S.MS membrane separation technology markets analyzed[J]. Membrane Technology,2003,149:10-12.
[47]Ben Bikson,Sal Giglia,Jibin Hao.Novel Composite Membranes and Process for Natμral Gas Mpgrading.Annμal Progress Report-2002[D].New York:DOE,2003.
[48]Klaμs O,Torsten B.Natμral gas cleanμp by means of membranes[J].Annals New York Academy of Sciences,2003,984:306-317.
[49]黄维菊,魏星,白剑,等.CNG加气站原料天然气膜分离法脱水可行性分析[J].化工进展,2009,28(增刊)：214-217.
[50]何策,张晓东.国内外天然气脱水设备技术现状及发展趋势[J].石油机械,2008,36(1)：69～73
[51]张桂香,陈萍,胡耀,等.分子筛液相脱水技术在轻烃生产中的应用[J].湖南化工,2003,9：26～27
[52]化学工程手册编辑委员会.化学工程手册(第二版)第18篇：吸附及离子交换[M].北京：化学工业出版社.1996
[53]魏刚.化工分离过程与案例[M].北京：中国石化出版社.2009
[54]许其佑.有机化工分离工程[M].上海：华东理工大学出版社.1990
[55]蒋维钧,雷良恒,刘茂林.化工原理[M]下册.北京：清华大学出版社.1993
[56]马首骥,孙凯.兰州石化公司2万t/a 正丁烷氧化法制顺丁烯二酸酐装置工艺流程及特点[J].石化技术与应用,2008,26(4)：381-385
[2]赖光愚.炼厂气体加工[M].北京：中国石化出版社.2005
[3]高步良.高辛烷值汽油组分生产技术[M].北京：中国石化出版社.2006
[4]化学工程手册编辑委员会.化学工程手册(第二版)第17篇：干燥[M].北京：化工业出版社.1996
[5]胡同亮,杨柯,马良军,等.原油脱盐脱水研究进展[J].抚顺石油学院学报,2003,23(3)：1～5.
[6]贾鹏林,娄世松,楚喜丽.原油电脱盐脱水技术[M].北京：中国石化出版社.2010
[7]王广然主编.油气集输[M].北京：石油工业出版社.2006
[8]谭丽,沈明欢,王振宇,等.原油脱盐脱水技术综述[J].炼油技术与工程,2009,39(5)：1-7.
[9]朱泽民.稠油脱水工艺的探索[J].油气田地面工程,2000,19(2)：31-32.
[10]宁甲清,李泽勤,孟伟.超稠油脱水工艺技术的现场应用[J].油气田地面工程,2000,19(1)：23～25.
[11]臧秀萍,张维志,吴德兴,等.超稠油脱水工艺设计研究[J].油气田地面工程,2003,22(8)：14～15.
[12]刘玉丽.稠油高温脱水工艺试验研究[J].油气田地面工程,2004,23(4)：12.
[13]李宗强.超稠油预脱水剂的研究与应用[J].特种油气藏,2005,12(3)：94～95,99.
[14]蒋昌启,朱建华,刘红研,等.超稠油化学降粘脱水技术[J].青岛科技大学学报,2005,26(2)：109～113.
[15]姚婷,单士明,张洪歧,等.稠油脱水工艺方法研究[J].油气田地面工程,2007,26(2)：17,30.
[16]林世雄.石油炼制工程(第二版)[M]上册.北京：石油工业出版社.1988.346-352
[17]孙旭辉.原油电脱盐脱水装置优化操作研究[D].北京：北京化工大学,2001
[18]雷龙梅.常减压装置原油脱盐脱水实际效果分析[J].化学工程与装备,2008,(1)：31-37.
[19]白志上,汪华林,唐良瑞.原油脱盐脱水技术评述[J].化工机械,2004,31(6)：384-387.
[20]李征西,徐思文主编.油品储运设计手册[M].北京：石油工业出版社.1997
[21]Thew M T,Smyth I C.Development and Performance of Oil-Water Hydrocyclone Separators--a Review.London:The Institμde of Mining and Metallμrgy,1998.77-83.
[22]袁惠新,曾艺忠,杨中峰.旋流分离技术的现状与应用前景[J].化工机械,2002,29(6)：359～362.
[23]R.Sako et al.Rapid Separation of Oil Particle from Low Concentrated O/W Emμlsion in the Presence Msing Sμrface Characteristics[J].Studies in sμrface science and catalysis,2001,132:399-402.
[24]刘亚莉,吴山东,董东等.膜聚结法及油品脱水研究[J].过滤与分离,2005,15(4)：4-6.
[25]GB17930-2006.车用汽油[S]
[26]张广林.现代燃料油品手册[M].北京：中国石化出版社.2009
[27]蒋明虎,王尊策,李枫,等.液-液旋流分离机理与应用研究.第六届全国非均相分离学术交流会论文集,1999.195-205
[28]GB253-2008.煤油[S]
[29]GB6537-2006.3号喷气燃料[S]
[30]李文秀,胡国良.航空煤油中微量水分的分子筛吸附[J].石油化工,1996,25(8)：547～551.
[31]中国科学院大连物理化学研究所分子筛组编.沸石分子筛[M].北京：科学出版社.1978
[32]GB252-2000.轻柴油[S]
[33]GB/19147-2003.车用柴油[S]
[34]张锡初,梁瑞钦.液-液聚结器在柴油精制中的应用[J].炼油设计,1999,29(12)：27-28
[35]杨成伟,袁惠新.旋流分离技术在催化柴油脱水净化中的应用[J].炼油与化工,2004,15(3)：11～12
[36]刘海涛,何晓芬,张梅.柴油电脱水盐脱水系统的应用[J].石油化工腐蚀与防护,2006,23(5)：47～49
[37]SH/T0356-1996.燃料油[S]
[38]GB/T17411-1998.船用燃料油[S]
[39]GJB2913A-2004.军舰用燃料油规范[S]
[40]李廷朝,程素萍.润滑油聚结脱水技术[J].液压与传动,2003(1)：41-42
[41]李永达.天然气分子筛脱水效果研究[D].杭州：浙江大学,2003
[42]SY/T0076-2003.天然气脱水设计规范[S]
[43]John M Campbell. Gas Conditioning and Processing (Volμme 2):The Eqμipment Moμdμles[M].Oklahoma MSA:John M.Campbell and Company,2004.
[44]张朋波,王兆银.天然气液化预处理工艺流程[J].煤气与热力,2009,29(9)：B05-B07
[45]GB 18047-2000.车用压缩天然气[S]
[46]Atkinson S.MS membrane separation technology markets analyzed[J]. Membrane Technology,2003,149:10-12.
[47]Ben Bikson,Sal Giglia,Jibin Hao.Novel Composite Membranes and Process for Natμral Gas Mpgrading.Annμal Progress Report-2002[D].New York:DOE,2003.
[48]Klaμs O,Torsten B.Natμral gas cleanμp by means of membranes[J].Annals New York Academy of Sciences,2003,984:306-317.
[49]黄维菊,魏星,白剑,等.CNG加气站原料天然气膜分离法脱水可行性分析[J].化工进展,2009,28(增刊)：214-217.
[50]何策,张晓东.国内外天然气脱水设备技术现状及发展趋势[J].石油机械,2008,36(1)：69～73
[51]张桂香,陈萍,胡耀,等.分子筛液相脱水技术在轻烃生产中的应用[J].湖南化工,2003,9：26～27
[52]化学工程手册编辑委员会.化学工程手册(第二版)第18篇：吸附及离子交换[M].北京：化学工业出版社.1996
[53]魏刚.化工分离过程与案例[M].北京：中国石化出版社.2009
[54]许其佑.有机化工分离工程[M].上海：华东理工大学出版社.1990
[55]蒋维钧,雷良恒,刘茂林.化工原理[M]下册.北京：清华大学出版社.1993
[56]马首骥,孙凯.兰州石化公司2万t/a 正丁烷氧化法制顺丁烯二酸酐装置工艺流程及特点[J].石化技术与应用,2008,26(4)：381-385