一種吸附脫硫反應(yīng)裝置和一種吸附脫硫方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種吸附脫硫反應(yīng)裝置，本發(fā)明還涉及一種吸附脫硫方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著人們生活水平的提高及對(duì)環(huán)境保護(hù)的日益重視，世界各國(guó)對(duì)清潔燃料的標(biāo)準(zhǔn) 要求越來(lái)越高，對(duì)燃料中的硫含量限制也越來(lái)越嚴(yán)格。因此，國(guó)內(nèi)外研究人員紛紛開(kāi)發(fā)各種 深度脫除烴油中硫含量的技術(shù)。
[0003] 傳統(tǒng)燃料油脫硫的主要方法是加氫脫硫，但隨著燃油標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格，加氫深度 提高，需要更苛刻的反應(yīng)條件，如更高的反應(yīng)壓力等。同時(shí)，對(duì)于汽油，由于含有大量的烯 烴，提高加氫苛刻度將導(dǎo)致更高的辛烷值損失，因此一些新的脫硫方法不斷涌現(xiàn)，其中尤以 吸附脫硫最受關(guān)注。吸附脫硫(如sZorb工藝）的工業(yè)應(yīng)用表明，該技術(shù)具有脫硫深度高、 氫耗低、辛烷值損失小等特點(diǎn)，能夠滿足煉油企業(yè)生產(chǎn)符合歐V、甚至更高標(biāo)準(zhǔn)的汽油調(diào)和 組分的需求，使該技術(shù)具有廣闊的發(fā)展前景。
[0004] CN1323749C公開(kāi)了一種在流化床脫硫反應(yīng)器中使用可再生固體吸附劑顆粒的烴 脫硫系統(tǒng)。從反應(yīng)器中連續(xù)地取出加載了硫的吸附劑顆粒，并將其轉(zhuǎn)移到再生器中進(jìn)行再 生，再生后的吸附劑經(jīng)還原后再回到反應(yīng)器中，實(shí)現(xiàn)吸附脫硫的連續(xù)進(jìn)行。CN1323749C公開(kāi) 的固體輸送機(jī)構(gòu)提供了將加載硫的吸附劑顆粒經(jīng)閉鎖料斗從反應(yīng)器的高壓烴環(huán)境向再生 器的低壓氧環(huán)境的安全和有效轉(zhuǎn)移。但是，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中存在吸附劑細(xì)粉在反應(yīng)器頂 部聚集的問(wèn)題，影響裝置的操作穩(wěn)定性及長(zhǎng)周期運(yùn)行。
[0005] CN101780389A及CN201454508U公開(kāi)了一種用于汽油吸附脫硫的流化床反應(yīng)器， 在該流化床反應(yīng)器的頂部設(shè)有具有自動(dòng)反沖洗裝置的過(guò)濾器，在過(guò)濾器下方設(shè)有降塵器， 該降塵器的使用可以有效減少需經(jīng)過(guò)濾器處理的氣體中的細(xì)粉含量，從而降低過(guò)濾器的負(fù) 荷，有效地延長(zhǎng)自動(dòng)反沖洗裝置的反沖間隔，減少設(shè)備的投資和維護(hù)費(fèi)用。所使用的降塵器 可以是采用圓錐形結(jié)構(gòu)的阻擋式或采用扭曲葉片結(jié)構(gòu)的旋流式。采用阻擋式降塵器能夠降 低流化床中氣體攜帶的吸附劑細(xì)粉含量約為30%，而旋流式降塵器能降低流化床中氣體攜 帶的吸附劑細(xì)粉含量約為22%。降塵器的使用雖然能夠在一定程度上降低過(guò)濾器的反吹頻 率，但是吸附劑細(xì)粉大部分仍然滯留在反應(yīng)器中吸附劑創(chuàng)層的中上部，并隨著裝置運(yùn)行時(shí) 間的增加而積累，從而使降塵器的效率不斷下降，過(guò)濾器的反吹間隔隨之變短，影響裝置運(yùn) 行周期。
[0006] 因此，需要提供一種新的吸附脫硫反應(yīng)裝置，該裝置不僅能夠?qū)崿F(xiàn)吸附脫硫，而且 能夠?qū)⒎磻?yīng)器中形成的吸附劑細(xì)粉及時(shí)移出反應(yīng)體系，減少反應(yīng)器中的吸附劑細(xì)粉量，同 時(shí)不會(huì)加劇吸附劑顆粒的磨損，實(shí)現(xiàn)裝置的穩(wěn)定、長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有的吸附脫硫反應(yīng)裝置很難及時(shí)將吸附劑細(xì)粉移出流 化床反應(yīng)器，影響裝置運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性，縮短裝置穩(wěn)定運(yùn)行周期的技術(shù)問(wèn)題，提供 一種吸附脫硫反應(yīng)裝置，該裝置能夠?qū)⒘骰卜磻?yīng)器內(nèi)的吸附劑細(xì)粉及時(shí)移出流化床反應(yīng) 器，延長(zhǎng)裝置的穩(wěn)定運(yùn)行周期。
[0008] 本發(fā)明提供了一種吸附脫硫反應(yīng)裝置，該裝置包括流化床反應(yīng)器和待生劑再生單 元，所述流化床反應(yīng)器用于將含硫烴原料和氫氣與具有吸附脫硫作用的吸附劑接觸，
[0009] 所述流化床反應(yīng)器包括密封的反應(yīng)器主體、過(guò)濾器、出風(fēng)管以及設(shè)置在所述反應(yīng) 器主體上部側(cè)壁上的待生劑輸出斜管，所述反應(yīng)器主體的內(nèi)部空間自上而下依次包括分離 段、沉降段、反應(yīng)段和進(jìn)料段；
[0010] 所述過(guò)濾器設(shè)置在所述分離段內(nèi)，用于將來(lái)自于所述分離段的油劑混合物中的至 少部分吸附劑顆粒分離出來(lái)，得到油氣產(chǎn)物，所述過(guò)濾器包括中空殼體、至少兩個(gè)物料導(dǎo)入 通道、過(guò)濾元件和固體物料導(dǎo)出通道，所述中空殼體的內(nèi)部空間自上而下依次包括直筒區(qū) 和錐體區(qū)，所述過(guò)濾元件設(shè)置在所述直筒區(qū)內(nèi)并與所述中空殼體的頂部相接，所述固體物 料導(dǎo)出通道設(shè)置在所述錐體區(qū)的底部并與所述待生劑輸出斜管連通，所述物料導(dǎo)入通道沿 切向設(shè)置在所述直筒區(qū)的外壁側(cè)壁上，將直筒區(qū)與反應(yīng)器主體的內(nèi)部空間連通，所述物料 導(dǎo)入通道的沿垂直于氣流流向的截面的總面積與所述分離段的水平截面的面積的比值為 1：3-30 ；
[0011] 所述出風(fēng)管設(shè)置在所述流化床反應(yīng)器的頂部，用于將所述油氣產(chǎn)物送到流化床反 應(yīng)器的外部；
[0012] 所述待生劑再生單元用于將由待生劑輸出斜管輸出的待生劑進(jìn)行再生和還原，并 將還原劑送回所述流化床反應(yīng)器中。
[0013] 本發(fā)明還提供了一種吸附脫硫方法，該方法在本發(fā)明提供的吸附脫硫反應(yīng)裝置中 進(jìn)行，包括：
[0014] 將含有含硫烴原料和氫氣的油氣原料與具有吸附脫硫作用的吸附劑在所述流化 床反應(yīng)器的反應(yīng)段中接觸，以脫除所述含硫烴原料中的至少部分硫元素，得到油氣產(chǎn)物；
[0015] 將由待生劑輸出斜管輸出的待生劑在待生劑再生單元中進(jìn)行再生和還原，并將得 到的還原劑送回所述流化床反應(yīng)器的反應(yīng)段中。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明吸附脫硫反應(yīng)裝置能夠?qū)⒘骰卜磻?yīng)器內(nèi)的催化劑細(xì)粉及時(shí)移出，避 免催化劑細(xì)粉在流化床反應(yīng)器中的累積，使得反應(yīng)裝置能夠穩(wěn)定長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn)，從而獲得良 好且穩(wěn)定的反應(yīng)效果。
[0017] 并且，本發(fā)明的流化床反應(yīng)器中使用的過(guò)濾器對(duì)催化劑顆粒的磨損小，能夠明顯 降低催化劑的消耗量，從而降低裝置的運(yùn)行成本。
【附圖說(shuō)明】
[0018] 附圖是用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，與下面的具 體實(shí)施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中：
[0019] 圖1用于說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的吸附脫硫反應(yīng)裝置。
[0020] 圖2為圖1中A-A截面的俯視圖。
[0021] 附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0022] 1 :反應(yīng)器主體 101 :分離段
[0023] 102 :沉降段 103 :反應(yīng)段
[0024] 104 :進(jìn)料段 2 :過(guò)濾器
[0025] 21:中空殼體 22 :物料導(dǎo)入通道
[0026] 23:過(guò)濾元件 24:固體物料導(dǎo)出通道
[0027] 211:直筒區(qū) 212:錐體區(qū)
[0028] 3:出風(fēng)管 4:集氣室
[0029] 5 :收集料斗 6 :待生劑輸出斜管
[0030] 7:油氣原料入口 8:氣體分布盤
[0031] 9:還原劑輸入斜管 10:待生劑接收器
[0032] 11 :進(jìn)料器
【具體實(shí)施方式】
[0033] 以下對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體 實(shí)施方式僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0034] 本發(fā)明提供了一種吸附脫硫反應(yīng)裝置，該裝置包括流化床反應(yīng)器和待生劑再生單 元，所述流化床反應(yīng)器用于將含硫烴原料和氫氣與具有吸附脫硫作用的吸附劑接觸。
[0035]如圖1所示，所述流化床反應(yīng)器包括密封的反應(yīng)器主體1、過(guò)濾器2、出風(fēng)管3以及 設(shè)置在反應(yīng)器主體1上部側(cè)壁上的待生劑輸出斜管6,反應(yīng)器主體1的內(nèi)部空間自上而下依 次包括分離段101、沉降段102、反應(yīng)段103和進(jìn)料段104。
[0036]所述反應(yīng)器主體可以為常規(guī)形狀，一般為圓筒狀。所述分離段、沉降段和反應(yīng)段的 尺寸可以為常規(guī)選擇。一般地，所述分離段和所述反應(yīng)段的高度比可以為〇.l-o. 2 :1。所 述分離段的水平截面的面積與所述反應(yīng)段的水平截面的面積之比可以為1. 2-1. 5 :1。所述 沉降段的外輪廓線與水平面之間的夾角可以為60-75°。
[0037]如圖1所述，過(guò)濾器2設(shè)置在分離段101中，用于將來(lái)自于分離段101的油劑混合 物中的至少部分吸附劑顆粒分離出來(lái)，得到油氣產(chǎn)物。如圖1和圖2所示，過(guò)濾器2包括中 空殼體21、至少兩個(gè)物料導(dǎo)入通道22、過(guò)濾元件23和固體物料導(dǎo)出通道24,中空殼體21的 內(nèi)部空間自上而下依次包括直筒區(qū)211和錐體區(qū)212,過(guò)濾元件23設(shè)置在直筒區(qū)211內(nèi)并 與中空殼體21的頂部相接，固體物料導(dǎo)出通道24設(shè)置在錐體區(qū)212的底部并與待生劑輸 出斜管6連通，物料導(dǎo)入通道22沿切向設(shè)置在直筒區(qū)211的外部側(cè)壁上。將物料導(dǎo)入通道 22沿切向設(shè)置在直筒區(qū)211上，能夠使得來(lái)自于分離段101的氣流沿切向與過(guò)濾元件23接 觸，避免氣流直接撞擊過(guò)濾元件，從而降低對(duì)于氣流中夾帶的吸附劑顆粒的磨損。
[0038] 所述物料導(dǎo)入通道沿垂直于氣流流向的截面的總面積與所述分離段的水平截面 的面積的比值為1 :3-30。這樣能夠?qū)⑦M(jìn)入過(guò)濾器的氣流的速度控制為較低速度，從而降低