[發明專利]一種對Szorb裝置中補充的氫氣脫除水分的方法

有效

• 申請號: 201310751263.1
• 申請日: 2013-12-31
• 公開（公告）號: CN103641070A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發明（設計）人: 趙日峰;許德建;孫柏軍;汪華林;吳文鋒;唐超;程琨
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;上海華暢環保設備發展有限公司
• 主分類號: C01B3/50
• 分類號: C01B3/50
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 李建芳

技術領域

本發明涉及一種對Szorb裝置中補充的氫氣脫除水分的方法，屬于石油化工與環保領域中催化裂化（FCC）汽油Szorb脫硫工藝中氫氣脫水的方法，適用于催化吸附脫硫工藝。

背景技術

隨著世界各國對環保要求的不斷提高，全球汽油硫含量的指標也日趨嚴格，歐盟已從2009年起執行歐V標準，其對氮氧化物、碳氫化合物等機動車排放物的限制更為嚴格。我國于2010年1月1日在全國實行國III標準（汽油中硫質量分數小于150μg/g），而北京市已于2008年5月實行了國IV標準（汽油中硫質量分數小于50μg/g），上海、廣州等一些重點城市也已在硫含量方面提前實行國IV標準。

從國IV到國V，環保指標進一步苛刻，其中硫含量從50ppm降到10ppm，油品質量也進一步提高。研究結果表明，車用汽柴油品質升級對減排的貢獻很大，第V階段替代第IV階段車用汽油和柴油將至少實現10%和7%的氮氧化物減排，碳氫化合物、一氧化碳、氮氧化物、顆粒物排放均會得到有效控制。實施新標準后，燃油中的硫含量僅為此前的五分之一，而且由于油品質量提高，燃燒也將更加充分。因此可以直接減少尾氣中PM2.5的排放。環保需求的提高對我國煉油企業汽油脫硫技術提出了更高、迫切、現實的需求。

我國汽油中催化裂化（FCC）汽油達到80％，FCC汽油是汽油產品中硫的主要提供者，因此解決FCC汽油脫硫問題成為關鍵。另外，FCC汽油深度脫硫過程中的辛烷值損失問題也相對更嚴重。Szorb技術是針對FCC汽油餾分的吸附脫硫新技術，具有脫硫效率高和辛烷值損失小的特點，但對補充氫氣脫水要求高。

但現有的裝置存在補充氫氣脫水不徹底現象，給補充氫氣壓縮機及后續裝置的安全生產和穩定運行帶來隱患。Szorb裝置的補充氫氣若夾帶游離水和飽和水，在補充氫壓縮機增壓時可導致電流過大，嚴重危害到壓縮機的安全穩定運行。通常所采用工藝為通過濾芯式過濾器脫除氫氣中的水。由于國內濾芯式過濾器供應商保證的運行周期一般不超過一年，不能滿足長周期運行要求，脫游離水設施需要頻繁更換濾芯。濾芯使用過程中隨著壽命的縮短，其過濾能力隨之減弱，導致未經過濾的游離水進入吸附干燥器，使得干燥吸附劑很快飽和，夾帶的水會增加反應器的熱負荷，水汽化后將使系統壓力增大，引起系統壓力波動甚至超壓。另外，由于水汽化吸收大量熱，補充氫氣帶水嚴重將造成反應器床層溫度下降，不帶水時床層溫度又會上升，若冷氫閥故障或冷氫量不足，便可能使床層超溫甚至“飛溫”，溫度急劇波動會引起反應器中吸附劑的破碎。這些都是生產過程中亟待解決的問題。

我國在旋流分離工業應用方面同樣做了很多工種，中國專利CN200995173發明了一種氣液旋流分離器，CN2912804Y公開了一種多柱錐組合式液-液分離用旋流器。旋流分離設備結構的創新正不斷拓展旋流分離的應用領域，但對于密度差小、分離精度要求高的情況下旋流分離方法的使用仍受技術上的限制。

總之，由于環保指標的迫切需求和現有技術存在的上述問題，所以至今尚未真正有效解決SZorb裝置補充氫氣帶水量大且波動大條件下脫水操作長周期運行的問題。因此，本領域迫切需要開發出分離效率高、運行周期長的氫氣脫水處理方法和裝置。

發明內容

本發明的目的是提供一種對Szorb裝置中補充的氫氣脫除水分的方法。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案如下：

一種對Szorb裝置中補充的氫氣脫除水分的方法，其特征在于：包括順序相接的如下步驟：

A、在壓力小于11MPa、溫度不超過110℃的條件下，對補充的氫氣脫游離水，得夾帶飽和水的氫氣；

B、在壓力小于11MPa、溫度不超過110℃的條件下，脫除步驟A中所得夾帶飽和水的氫氣中的飽和水，得到凈化的補充氫氣。

補充的氫氣中的水分分為游離水和飽和水，將游離水和飽和水采用采用上述方法在不同的步驟中分別脫除，大幅度提高了水的脫除效率，避免了因脫水不徹底而帶來的諸多弊端。上述方法對補充氫氣中的水分的上限沒有要求。

上述步驟A中所得夾帶飽和水的氫氣中水含量不大于50ppm；步驟B所得到凈化的補充氫氣中水含量不大于20ppm。

步驟A中脫游離水所用裝置為微旋流強化分離器；步驟B中脫飽和水所用裝置為高效吸附干燥器，所述微旋流強化分離器與高效吸附干燥器串聯。