CN106978208B - 一种轻烃脱硫的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及炼油领域，公开了一种轻烃脱硫的方法，该方法在包括碱洗单元的***中实施，该方法包括：将碱液从两相混合反应器的分散相入口引入至反应器壳程中，并且碱液经分布孔进入混合流道与依次通过反应器入口和混合流道入口引入至混合流道中的轻烃进行接触；碱液在反应器壳程中的流动方向与在混合流道中的流动方向相反，碱液与轻烃接触后形成的混合物依次经过混合流道出口和反应器出口引出至两相混合反应器之外。在本发明的方法中，通过使用两相混合反应器，能够使得含硫轻烃与碱液在混合流道中高速流动并剧烈混合，传质阻力低，使得含硫轻烃中所含酸性含硫物质与碱液充分反应，实现含硫轻烃的深度脱硫，酸性含硫物质脱除率大于90％。

Description

一种轻烃脱硫的方法

技术领域

本发明涉及炼油领域，具体地，涉及一种轻烃脱硫的方法。

背景技术

炼油厂产生的粗液化气(主要为C4烃类)和轻汽油(主要为C5烃类)等轻烃中含有大量酸性含硫物质(主要为硫化氢和硫醇)，工业上一般通过碱洗的方法脱除酸性含硫物质。

脱硫醇是液化气精制过程中重要的步骤。工业上液化气脱硫醇的常用的碱洗方法一般是采用含有过量的NaOH的碱液与液化气接触，使得硫醇与NaOH反应生成硫醇钠，硫醇钠溶于碱液从而脱除液化气中的硫醇。

含有硫醇钠的碱液需要再生，除去所含硫醇钠。碱液再生的方法一般是碱液与气体(可以是空气或者富氧气体)混合，碱液中溶有催化剂(如磺化酞菁钴)，在催化剂的作用下，碱液中的硫醇钠能够被氧气氧化生成二硫化物。二硫化物不溶于水，因此只要把生成的二硫化物从碱液中分离出来，便可实现碱液的再生。

但是在实际过程中，二硫化物与碱液的密度非常接近，并且二硫化物与碱液有乳化的现象，因此大量二硫化物很难从碱液中完全分离出来，而是被再生碱液夹带重新返回液化气碱洗脱硫设备中。

而且，由于二硫化物易溶于液化气中，因此碱液中夹带的二硫化物会溶解于液化气，导致液化气脱硫效果不佳。

此外，由于碱液再生过程中，部分氧气会溶解于碱液中。这部分溶解氧会在再生碱液重新与液化气接触过程中，在催化剂作用下生成二硫化物，并滞留于液化气中，从而导致液化气碱洗脱硫部分失效。

因此，液化气脱硫醇过程中，二硫化物的脱除非常重要。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种满足在低传质推动力条件下的含硫轻烃深度脱硫的方法。

为了实现上述目的，本发明提供一种轻烃脱硫的方法，该方法在包括碱洗单元的***中实施，所述碱洗单元包括两相混合反应器，所述两相混合反应器包括反应器入口、反应器出口和反应器罐体，所述反应器罐体的内腔中包括第一隔板和第二隔板，所述第一隔板和所述第二隔板与所述反应器罐体的内壁之间形成反应器壳程，所述第一隔板和所述第二隔板通过至少一个混合流道连接，所述混合流道的壁上设置有使得所述反应器壳程与所述混合流道连通的分布孔；该方法包括：将碱液从所述两相混合反应器的分散相入口引入至所述反应器壳程中，并且所述碱液经所述分布孔进入所述混合流道与依次通过所述反应器入口和所述混合流道入口引入至所述混合流道中的轻烃进行接触；所述碱液在所述反应器壳程中的流动方向与在所述混合流道中的流动方向相反，所述碱液与所述轻烃接触后形成的混合物依次经过所述混合流道出口和所述反应器出口引出至所述两相混合反应器之外。

在本发明的方法中，通过使用两相混合反应器，能够使得含硫轻烃与碱液在混合流道中高速流动并剧烈混合，传质阻力低，使得含硫轻烃中所含酸性含硫物质(例如硫醇)与碱液充分反应，实现含硫轻烃的深度脱硫，酸性含硫物质脱除率大于90％，优选地，轻烃中的酸性含硫物质浓度可降至10ppm以下或更低。

本发明的方法特别适合于轻烃(例如液化气和/或轻汽油)中酸性含硫物质浓度较低(例如几十个ppm)，因而传质推动力较低的情况下进行深度脱硫。此时，本发明的方法中的两相混合反应器内的两相高速混合接触，传质阻力很低，硫醇等酸性含硫物质能够在充分地与碱液接触反应后与轻烃分离。

本发明的两相混合反应器，在两相混合接触前，两相在各自流道内的流动方向优选为逆流形式，逆流方式可以使得各个分布孔两侧的压差均匀分布，一相能够均匀地从各个分布孔流出而与另一相接触混合，从而在两相混合反应器内实现多级错流混合接触的效果，强化传质性能，避免了由于压差分布不均导致的部分分布孔无法使流体流出，从而降低传质效率的现象。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明的一种优选实施方式的两相混合反应器的第一隔板的横截面结构示意图。

图2是根据本发明的一种优选实施方式的两相混合反应器的纵剖面结构示意图。

图3是根据本发明的一种优选实施方式的轻烃脱硫的方法的流程图。

附图标记说明

1、混合流道入口 2、反应器入口

3、反应器出口 4、反应器罐体

5、第一隔板 6、第二隔板

7、反应器壳程 8、混合流道

9、分布孔 10、分布室

11、混合流道出口 12、收集室

13、沉降单元 14、氧化再生单元

15、反抽提单元 16、新鲜碱液

17、轻烃 18、再生碱液

19、含硫碱液 20、含氧气体

21、轻质油品 22、含硫轻质油品

23、脱硫轻烃 24、碱洗单元

25、分散相入口

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供了一种轻烃脱硫的方法，该方法在包括碱洗单元的***中实施，所述碱洗单元包括两相混合反应器，所述两相混合反应器包括反应器入口、反应器出口和反应器罐体，所述反应器罐体的内腔中包括第一隔板和第二隔板，所述第一隔板和所述第二隔板与所述反应器罐体的内壁之间形成反应器壳程，所述第一隔板和所述第二隔板通过至少一个混合流道连接，所述混合流道的壁上设置有使得所述反应器壳程与所述混合流道连通的分布孔；该方法包括：将碱液从所述两相混合反应器的分散相入口引入至所述反应器壳程中，并且所述碱液经所述分布孔进入所述混合流道与依次通过所述反应器入口和所述混合流道入口引入至所述混合流道中的轻烃进行接触；所述碱液在所述反应器壳程中的流动方向与在所述混合流道中的流动方向相反，所述碱液与所述轻烃接触后形成的混合物依次经过所述混合流道出口和所述反应器出口引出至所述两相混合反应器之外。

在本发明的所述两相混合反应器中，所述第一隔板和所述第二隔板与所述反应器罐体的内壁之间形成反应器壳程，使得反应器壳程与所述混合流道之间相互独立。优选设置多个混合流道，多个混合流道的设置使得形成的各个混合流道保持相互独立，在碱液和轻烃的接触和反应过程中，相邻的混合流道之间的流体不会相互干扰，而且各个混合流道均形成相对独立的微型反应器，有利于强化流体的混合，提高传质和反应性能。

对所述两相混合反应器的外部形状没有特别的要求，可以为圆柱体状、长方体状、椭圆柱体状、正方体状、三棱柱状等，优选情况下，所述两相混合反应器为圆柱体状。

优选地，所述两相混合反应器进一步包括收集室和分布室，所述轻烃依次经过所述反应器入口、所述分布室和所述混合流道入口进入所述混合流道中，所述碱液与所述轻烃接触后形成的混合物依次经过所述混合流道出口、所述收集室和所述反应器出口引出至所述两相混合反应器之外。本发明的所述分布室中可以含有分布构件。

优选情况下，为了保证流体能够均匀地通过每个混合流道，优选在两相混合反应器中设置含有分布构件的分布室，以保证流体能够均匀地通过各个混合流道。在两相混合反应器中，流体进入分布室后，分布构件能够抑制居中的混合流道的流体流量过大的问题，增加分布构件两侧的流体流量，这样可以实现各个混合流道中的流体能够均匀分布。分布构件的形式可以带有筛孔、条缝等特征结构，也可以设置多片分布构件，分布构件的形状可以是圆形、矩形、菱形等形状。

本发明的所述流体可以为含硫轻烃、碱液、脱硫碱液、含硫碱液、脱硫轻烃中的任意一种或多种，本领域技术人员可以根据本发明的描述毫无疑义地确定本文中的流体分别代表何种物质，本领域技术人员不应理解为对本发明的限制。

优选地，在所述两相混合反应器中，所述混合流道为圆柱体状、椭圆柱体状、正方体状和长方体状中的至少一种；更优选地，所述混合流道为圆柱体状或长方体状。

优选地，在所述两相混合反应器中，所述第一隔板和所述第二隔板通过至少两个混合流道连接，各个所述混合流道的壁上的分布孔的个数相同或不同，且各个所述混合流道的壁上的分布孔的个数各自独立地为1-100个。

优选地，在所述两相混合反应器中，各个所述分布孔的孔径为0.1-2mm。

优选地，按照所述反应器壳程中的碱液的流动方向，所述分布孔的孔径依次增大。

优选地，按照所述反应器壳程中的碱液的流动方向，上游的分布孔的孔径比下游相邻的分布孔的孔径小0.01-1mm。

优选地，在所述两相混合反应器中，在各个所述混合流道的壁上，相邻两个分布孔的中心点的距离为0.5-40mm；更优选为1-30mm。

优选地，在所述两相混合反应器中，所述分布孔的深度为0.1-3mm；更优选为0.3-2.5mm。

优选地，在所述两相混合反应器中，所述分布孔的轴向(即为所述分布孔的中心线)与混合流道中的流体的流动方向的夹角为任意角度，优选所述夹角为45-90度，更优选为90度。

优选地，在所述两相混合反应器中，所述分布孔沿着所述混合流道中的流体流动方向在一条直线上依次设置。但是，所述分布孔的设置并不局限于此，当所述分布孔的个数为多于一个时，所述分布孔也可以不沿着与混合流道中的流体流动方向平行的直线进行设置。

所述分布孔可以设置于整个混合流道中，优选地，所述分布孔设置在近反应器入口端，从而有利于来自所述反应器壳程的碱液和来自所述反应器入口的轻烃能够在所述混合流道的近入口端接触并反应，并且混合后得到的混合物流体能够在较长的混合流道中使得混合物流体的接触和反应更充分。

优选地，按照所述反应器壳程中的碱液的流动方向，所述分散相入口设置在所述反应器壳程的上游，并且，所述分散相入口设置在各个所述分布孔的上游。

优选地，所述混合流道中可以设置至少一根纤维丝。所述纤维丝的材质可以是金属、玻璃等无机材料，也可以是有机材料，或者以上几种材料的复合材料。纤维丝的选择根据来自反应器壳程中的流体的性质而定，如果来自反应器壳程中的流体为水溶液，纤维丝可选用不锈钢或者玻璃等亲水性材质；如果来自反应器壳程中的流体为油品，纤维丝可选用亲油性的有机材质。优选所述纤维丝的直径为1μm至5mm，更优选为2-50μm。混合流道中加入纤维丝，可以借助其于来自反应器壳程中的碱液所形成的液滴的亲和性，在纤维丝表面形成极薄的液膜，增加相间传质面积，缩短传质距离，提高混合效率。

对所述纤维丝的直径和长度没有特别的限定，本领域技术人员可以根据本领域内的常规参数进行选择。所述纤维丝的长度可以根据所述混合流道的长度而设置，所述纤维丝的可以贯穿整个混合流道，优选按照混合流道中的流体流动方向，所述纤维丝的长度为从最下游的分布孔的中心点到混合流道出口的距离。

优选情况下，所述纤维丝为直线状或螺旋状。

碱液能够通过分散相入口进入反应器壳程，并且通过连接反应器壳程和所述混合流道的分布孔进入到混合流道中与所述混合流道中的来自所述反应器入口的轻烃进行接触和/或反应，并且从所述混合流道出口引出至所述反应器出口。

优选地，所述第一隔板和所述第二隔板与所述反应器罐体的内壁之间的连接方式包括可拆卸连接方式和非可拆卸连接方式。

优选地，所述第一隔板和所述第二隔板与所述反应器罐体的内壁之间的连接方式选自法兰连接、焊接连接、螺纹连接、胀接、咬缝连接、胶接和拉钉连接中的至少一种。

优选地，所述混合流道与所述第一隔板和所述第二隔板的连接方式也包括可拆卸连接方式和非可拆卸连接方式。

本发明优选所述混合流道的个数为至少两个，更优选为两个以上的多个混合流道，多个混合流道有利于使得所述的两相混合反应器具有较大的处理能力。

优选地，各个所述混合流道中垂直于流体流动方向的横截面积为0.5-20mm²，优选为1-10mm²。

根据一种优选的具体实施方式，本发明的所述两相混合反应器的第一隔板5的横截面结构示意图如图1所示，该第一隔板上包括混合流道入口1。

根据另一种优选的具体实施方式，本发明的所述两相混合反应器的纵剖面结构示意图如图2所示，具体地，该两相混合反应器包括反应器入口2、反应器出口3和反应器罐体4，所述反应器罐体4的内腔中包括第一隔板5和第二隔板6，所述第一隔板5和所述第二隔板6与所述反应器罐体4的内壁之间形成反应器壳程7，所述第一隔板和所述第二隔板通过至少一个混合流道8连接，所述混合流道的壁上设置有使得所述反应器壳程与所述混合流道连通的分布孔9；所述反应器入口2和所述混合流道入口1之间设置分布室10，混合流道出口11和所述反应器出口3之间设置收集室12，碱液通过分散相入口25引入反应器壳程7中。在本发明的该优选实施方式中，由于所述反应器罐体设置为圆柱体形。然而，本发明的所述两相混合反应器也可以设置为三棱柱、四棱柱等形状，本领域技术人员不应将上述优选的圆柱体状理解为对本发明的限制。

优选地，该方法还包括：将从所述反应器出口获得的混合物引入所述碱洗单元的沉降设备中进行初步分离，得到第一含硫碱液和第一轻烃；然后将所述第一轻烃引入位于所述碱洗单元下游的沉降单元中进行第二分离，得到第二含硫碱液和脱硫轻烃；并且将所述第一含硫碱液和第二含硫碱液引入氧化再生单元中与含氧气体进行氧化再生反应；以及将所述氧化再生单元中获得的脱硫碱液引入反抽提单元中进行分离，得到再生碱液；并且将所述再生碱液循环回所述碱洗单元中。

也就是说，本发明的所述轻烃脱硫的方法在依次包括碱洗单元、沉降单元、氧化再生单元和反抽提单元的***中实施，轻烃通过碱洗单元和沉降单元去除所含酸性含硫物质，并且碱液通过氧化再生单元和反抽提单元实现再生。

在碱液和轻烃形成的液/液两相流中，一相作为连续相，另一相作为分散相。

所述碱液中可以含有NaOH，优选NaOH的浓度为10-20重量％。在所述碱洗单元中，轻烃中的酸性含硫物质与NaOH反应生成含硫钠盐，并且含硫钠盐溶解于碱液中。经过脱硫反应的轻烃和碱液形成的混合物进入碱洗单元的沉降设备内进行初步分离，得到第一含硫碱液和第一轻烃；然后将所述第一轻烃引入位于所述碱洗单元下游的沉降单元中进行第二分离(所述第二分离的目的之一在于将所述第一轻烃中夹带的含硫的碱液进行充分分离)，得到第二含硫碱液和脱硫轻烃；所述脱硫轻烃可以进入后续的水洗精制等过程进行继续处理。

将所述第一含硫碱液和第二含硫碱液引入氧化再生单元中与含氧气体(通常可以为空气、富氧气体或者氧气)进行氧化再生反应。氧化再生单元的反应器通常可以为鼓泡床反应器和/或填料鼓泡床反应器。在氧化再生单元的反应器内，所述第一含硫碱液和所述第二含硫碱液中的含硫钠盐与含氧气体在催化剂(含有磺化酞菁钴的ARI 100EXL催化剂或其它具有催化作用的物质)的作用下进行反应，将所述第一含硫碱液和所述第二含硫碱液中的含硫钠盐转化为不溶于水的二硫化物，得到脱硫碱液。

所述二硫化物不溶于碱液，因此通过氧化再生单元中的沉降设备来分离二硫化物和脱硫碱液。但是，由于碱液与二硫化物的密度非常接近，由氧化再生单元排出的脱硫碱液中仍然含有大量二硫化物，需要引入反抽提单元继续进行分离。

优选地，所述反抽提单元中包括至少一个所述两相混合反应器。

对于所述碱洗单元中的两相混合反应器，优选所述轻烃作为连续相，碱液作为分散相；而对于所述反抽提单元中的两相混合反应器，优选所述碱液作为连续相，轻质汽油作为分散相。本发明的所述反抽提单元中，作为分散相的轻质汽油可以是本领域内常规使用的各种汽油。

在碱洗单元和反抽提单元中，在所述两相混合反应器中，优选连续相从所述反应器入口进入所述混合流道中，而所述分散相从所述分散相入口依次经所述反应器壳程和所述分布孔进入所述混合流道中。

在所述反抽提单元中，将所述脱硫碱液与二硫化物易溶于其中的轻质油品如汽油等在所述两相混合反应器内接触，实现脱硫碱液与其中夹带的二硫化物的分离，得到再生碱液。经反抽提单元的沉降设备，再生碱液与含二硫化物的轻质油品分离，将所述再生碱液循环回所述碱洗单元进行轻烃的脱硫。在所述反抽提单元中使用本发明所述的两相混合反应器的操作方法与碱洗单元的操作方法相似，本发明在此不再赘述。

优选地，在所述碱洗单元中，所述碱液在所述分散相入口处的表观流速为0.2-5m/s；所述轻烃在所述混合流道入口处的表观流速为0.5-20m/s。

优选地，在所述碱洗单元中，所述碱液与所述轻烃的接触条件包括：温度为25-80℃，反应压力为0.2-2MPa。

优选所述分散相在所述分散相入口处的表观流速为0.2-5m/s，更优选为0.3-3m/s。更加优选地，所述连续相在所述混合流道入口处的表观流速为4-10m/s。

优选所述反抽提单元的反应条件包括：反应温度为25-80℃，反应压力为0.2-2MPa。

在本发明中，两相混合反应器内高速流动的液/液两相剧烈混合，分散相形成的液滴与连续相混合剧烈，传质阻力低，能够使得两相之间的传质过程充分进行，脱硫效率能够达到90％以上，也就是说，在碱洗单元可以使得轻烃中所含酸性含硫物质(例如硫醇)与碱液充分反应，实现轻烃的深度脱硫，酸性含硫物质脱除率大于90重量％，轻烃中酸性含硫物质的质量浓度可降至10ppm以下；而在反抽提单元可以实现碱液与轻质油品的充分混合，将脱硫后的碱液中所夹带的二硫化物萃取至油相(轻质油品)中，二硫化物的萃取率大于90重量％。

优选两相混合反应器内的压降为10-800kPa；更加优选为100-600kPa。分散相经分布孔后形成液滴与连续相混合接触。由于分布孔的直径较小，因此液滴的尺寸也较小，可以获得较大的相间传质面积。

本发明提供的两相混合反应器，由于分散相和连续相的运动速度很高，可以对两相混合反应器的流道进行充分的冲刷，避免了长周期运转过程中流道堵塞的问题。考虑到液/液体系的界面张力较高这一特点，本发明的方法通过两相的剧烈混合实现轻烃深度脱硫的目的，在液/液两相接触过程中并不使用任何具有降低体系张力的物质(如表面活性剂、醇类等等)来促进两相混合接触，因此避免了体系的乳化现象，两相混合接触后分相效果好，没有额外的废料产生。

优选情况下，所述轻烃为含有酸性含硫物质的C4-C5的石油烃馏分其中所述的酸性含硫物质为硫醇，以硫元素计所述的轻烃中的硫含量为50-2000ppm。优选所述轻烃为含硫液化气和/或含硫轻汽油。

由反抽提单元排出的再生碱液中的硫含量较低，几乎不能再经过其它萃取步骤进一步降低硫含量，因此返回碱洗单元的再生碱液中所含的硫在碱洗过程中基本不会被轻烃萃取而对轻烃中的脱硫效率造成影响。

根据轻烃中的酸性含硫物质的浓度和轻烃的处理量，可以将本发明的两相混合反应器进行单台或者多台联合使用。

根据本发明的优选的具体实施方式，本发明提供的两相混合反应器采用多台串联形式使用，并且各台两相混合反应器中的反应条件可以相同或不同，各自独立地包括：反应温度为25-80℃，反应压力为0.2-2MPa。

根据本发明的一种优选的具体实施方式，本发明所述的轻烃脱硫的方法采用图3所示的流程图中的工艺进行，具体地：

在本发明中，将新鲜碱液16和/或再生碱液18和轻烃17引入碱洗单元24中，在所述碱洗单元24内，轻烃中的酸性含硫物质与碱液中的NaOH反应生成含硫钠盐，并且含硫钠盐溶解于碱液中。将从所述两相混合反应器的反应器出口处获得的混合物引入碱洗单元的沉降设备中进行初步分离，得到第一含硫碱液和第一轻烃；然后将所述第一轻烃引入位于所述碱洗单元24下游的沉降单元13中进行第二分离，得到第二含硫碱液和脱硫轻烃23；脱硫轻烃23进入后续的水洗精制等过程进行继续处理。并且将所述第一含硫碱液和所述第二含硫碱液形成的含硫碱液19引入氧化再生单元14中与含氧气体20进行氧化再生反应，在氧化再生单元的反应器内，含硫碱液19中的含硫钠盐与含氧气体20反应，将含硫碱液19中的含硫钠盐转化为二硫化物，得到脱硫碱液。由氧化再生单元14排出的脱硫碱液引入反抽提单元15中继续进行脱硫碱液与二硫化物的分离。在所述反抽提单元15中，脱硫碱液与轻质油品21接触，实现脱硫碱液与其中夹带的二硫化物的分离，得到再生碱液18和含硫轻质油品22。将所述再生碱液18循环回所述碱洗单元24中进行轻烃脱硫。

本发明提供的两相混合反应器及其应用还具有如下具体的优点：

在轻烃脱硫工艺中耦合了两相混合反应器，两相混合反应器的特殊结构设计既可以强化上述反应过程，又可以强化分离过程。两相混合反应器采用特殊的混合流道设计，液/液两相在两相混合反应器内高速混合，强化了传质过程，实现了轻烃深度脱硫，可将轻烃中的酸性含硫物质浓度降至10ppm甚至更低水平，脱硫率可达90重量％以上。两相混合反应器内两相表观流速高，不易发生流道堵塞的问题。利用体系界面张力高的特点，不必使用表面活性物质，两相混合反应器内避免了乳化问题，两相混合接触后，便于分相和进行后续处理。两相混合反应器的处理量大，结构简单，尺寸小，耐压能力强，便于密封、安装和维护。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。

以下在没有特别说明的情况下，所使用的各种材料均来自商购。

实施例1

本实施例采用本发明所述的两相混合反应器进行含硫轻烃的深度脱硫，具体地如下：

含有硫醇的液化气和碱液在碱洗单元内接触，硫醇与碱液中的NaOH反应生成硫醇钠并溶于碱液中。由碱洗单元排出的液化气进入沉降单元与其夹带的部分碱液分离后完成脱硫醇的目的。由沉降单元排出的碱液进入氧化再生单元，在填料鼓泡床反应器内，碱液与空气接触反应，将硫醇钠转化为二硫化物。由氧化再生单元排出的脱硫碱液进入反抽提单元，与汽油接触，脱除所夹带的二硫化物，得到再生碱液。由反抽提单元排出的再生碱液循环回碱洗单元参与液化气脱硫过程。

所选液化气取自武汉石化，其体积百分组成如表1所示。

表1：液化气烃类体积百分组成

	正构烷烃/％	异构烷烃/％	烯烃/％
				C2	2.35	0	1.05
C3	44.66	0	15.96
				C4	15.73	5.89	12.87
C5	0	1.49	0

上述液化气中的酸性硫醇总量采用SH/T 0222-92提供的方法分析，酸性硫醇的组成采用GC-SCD色谱(PONA柱)测定。所测硫醇总量的质量组成为甲硫醇占70.3％，乙硫醇占24.4％，丙硫醇占5.3％。

碱洗单元与反抽提单元所采用的两相混合反应器如图1和图2所示。两相混合反应器中包括19个混合流道，对于碱洗单元，含有硫醇的液化气经由反应器入口进入两相混合反应器的分布室内，并且由混合流道入口进入混合流道。浓度为15重量％的NaOH水溶液由反应器壳程经分布孔形成液滴进入混合流道，垂直于轻烃流动方向的混合流道的横截面积为3mm²，混合流道的长度为1000mm。各个混合流道的壁上的分布孔的数量为4个，分布孔深度为1.0mm，按照碱液在反应器壳程中的流动方向，各个分布孔的孔径分别为0.9mm、1.0mm、1.1mm和1.2mm，相邻两个分布孔的中心距离均为23mm。在进入混合流道之前，液化气与碱液的流动方向为逆流。碱洗单元采用两台两相混合反应器串联使用的方式，按照物流方向，第一级两相混合反应器中的温度为50℃，压力为1.2MPa；第二级两相混合反应器中的温度为50℃，压力为0.8MPa。

液化气在混合流道入口处的表观流速为6m/s，碱液在分散相入口处的表观流速为0.8m/s，液化气中硫醇硫的含量为1000ppm。液化气与碱液两相在混合流道中充分混合传质后进入收集室，并且从反应器出口引出反应器，进入后续的分离设备进行分离。

其中，由第一级两相混合反应器流出的流体进行分离后，液化气进入第二级两相混合反应器(所述第二级两相混合反应器与所述第一级两相混合反应器的尺寸相同)继续进行脱硫，由第二级两相混合反应器排出的流体经过初分和沉降单元的分离后得到的脱硫后的液化气流出反应体系。所得的脱硫后的液化气中，硫醇硫的含量为2.4ppm，脱硫率为99.76重量％。

反抽提单元中也采用两台两相混合反应器串联使用，且两相混合反应器的结构与碱洗单元的两相混合反应器的结构和尺寸均相同。第一级两相混合反应器的温度为50℃，压力为1.0MPa，第二级两相混合反应器的温度为50℃，压力为0.6MPa。碱液在混合流道入口处的表观流速为6m/s，汽油在分散相入口处的表观流速为0.6m/s。脱硫后的碱液中夹带有二硫化物，硫含量为336ppm。经过反抽提单元后获得的再生碱液中的硫含量为12.5ppm。

由于反应体系中没有添加任何可以降界面张力的表面活性物质，利用体系本身高界面张力的特点，液化气与碱液在沉降设备内可迅速分相澄清，且无乳化层出现。

实施例2

本实施例采用本发明所述的两相混合反应器进行含硫轻烃的深度脱硫，具体地如下：

本实施例中的轻烃脱硫的方法与实施例1中相似，两相混合反应器中也包括19个混合流道，所不同的是：

本实施例中的轻烃为轻汽油，且碱洗单元和反抽提单元中均仅有一个两相混合反应器。

所选轻汽油取自九江石化，其烃类体积百分组成如表2所示。

表2：轻汽油烃类体积百分组成

	正构烷烃/％	异构烷烃/％	烯烃/％	双烯/％
					C4	2.141	0.978	5.237	0
C5	13.368	41.388	29.821	0.039
					C6	0	5.889	1.140	0

轻汽油中的酸性硫醇总量采用GB/T 1792-1988提供的方法测定，酸性硫醇的组成采用GC-SCD色谱(PONA柱)测定。所测硫醇总量的质量组成为甲硫醇占8.89％，乙硫醇占66.7％，丙硫醇占24.4％。

在碱洗单元中：各个混合流道中设置有3个分布孔，分布孔深度为1.1mm，且按照碱液在反应器壳程中的流动方向，各个分布孔的孔径分别为1.05mm、0.8mm和0.6mm，相邻两个分布孔的中心距离均为25mm。垂直于轻烃流动方向的混合流道的横截面积为3mm²，混合流道的长度为500mm。两相混合反应器中的温度为45℃，压力为1.2MPa。轻汽油在混合流道入口处的表观流速为8m/s，碱液在分散相入口处的表观流速为0.48m/s，轻汽油中硫醇硫的含量为78ppm。

经过碱洗单元的轻汽油中硫醇硫的含量为3.2ppm，脱硫率为95.9重量％。

在反抽提单元中：两相混合反应器的结构与本实施例中的碱洗单元的两相混合反应器结构和尺寸均相同。两相混合反应器的温度为52℃，压力为1.0MPa。碱液在混合流道入口处的表观流速为7m/s，汽油在分散相入口处的表观流速为2m/s。脱硫碱液中夹带有二硫化物，硫含量为52ppm。经过反抽提单元后获得的再生碱液中的硫含量为3.8ppm。

其余均与实施例1中相同。

实施例3

本实施例采用本发明所述的两相混合反应器进行轻烃的深度脱硫，具体地如下：

本实施例中的轻烃脱硫的方法与实施例2中相似，所不同的是：

在碱洗单元中：按照碱液在反应器壳程中的流动方向，各个分布孔的孔径分别为1mm、0.7mm和0.4mm，分布孔深度为1mm，相邻两个分布孔的中心距离均为27mm。垂直于轻烃流动方向的混合流道的横截面积为6mm²，混合流道的长度为1000mm。两相混合反应器中的温度为50℃，压力为1.2MPa。轻汽油在混合流道入口处的表观流速为8m/s，碱液在分散相入口处的表观流速为1.25m/s。本实施例使用与实施例2相同的轻汽油作为轻烃，并且向其中加入乙硫醇使得本实施例的轻汽油中硫醇硫的含量为1000ppm。

经过碱洗单元的轻汽油中，硫醇硫的含量为15.6ppm，脱硫率为98.4重量％。

在反抽提单元中：反抽提单元中的两相混合反应器的结构与本实施例中的碱洗单元的两相混合反应器结构和尺寸均相同。两相混合反应器的温度为52℃，压力为1.1MPa。碱液在混合流道入口处的表观流速为6m/s，汽油在分散相入口处的表观流速为3m/s。脱硫后的碱液中夹带有二硫化物，硫含量为537ppm。经过反抽提单元后获得的再生碱液中的硫含量为42ppm。

其余均与实施例2中相同。

对比例1

本对比例采用与实施例2相似的方法进行，所不同的是，本对比例的两相混合反应器为填料萃取塔，塔径为250mm，塔高为2m，填料层高度为1.5m，填料为散堆拉西环，拉西环直径为16mm。填料塔的处理能力与实施例1中使用的所述的两相混合反应器的能力相同。

其余均与实施例2中相同。

结果：碱洗单元的萃取塔的脱和反抽提单元的萃取塔的分离性能数据与实施2相似，但是本发明提供的两相混合反应器在单位横截面积上的连续相负荷相当于萃取塔的1500倍以上，相比之下充分体现了本发明提供的两相混合反应器体积小、处理能力大、传质效率高的特点。

对比例2

本对比例采用与实施例2相似的方法进行，所不同的是，本对比例的两相混合反应器为串联的两个相同的T型微混和器(即碱液所在的流道与混合流道直接垂直相交而没有逆流方式的结构)，每个混合器的混合流道横截面积为4mm²。每个T型微混和器的处理能力与实施例2中使用本发明所述的两相混合反应器的一个混合流道的处理能力相同。

其余均与实施例2中相同。

结果：轻汽油的脱硫率为72重量％，相比之下充分体现了本发明提供的两相混合反应器传质效率高的特点。

从本发明的实施例1-3和对比例1-2的结果可以看出，本发明通过使用两相混合反应器进行轻烃脱硫时，取得的脱硫效果明显比现有技术的脱硫效果好。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (14)

1.一种轻烃脱硫的方法，该方法在包括碱洗单元的***中实施，所述碱洗单元包括两相混合反应器，所述两相混合反应器包括反应器入口、反应器出口和反应器罐体，所述反应器罐体的内腔中包括第一隔板和第二隔板，所述第一隔板和所述第二隔板与所述反应器罐体的内壁之间形成反应器壳程，所述第一隔板和所述第二隔板通过至少一个混合流道连接，所述混合流道的壁上设置有使得所述反应器壳程与所述混合流道连通的分布孔；该方法包括：将碱液从所述两相混合反应器的分散相入口引入至所述反应器壳程中，并且所述碱液经所述分布孔进入所述混合流道与依次通过所述反应器入口和所述混合流道入口引入至所述混合流道中的轻烃进行接触；所述碱液在所述反应器壳程中的流动方向与在所述混合流道中的流动方向相反，所述碱液与所述轻烃接触后形成的混合物依次经过所述混合流道出口和所述反应器出口引出至所述两相混合反应器之外；将从所述反应器出口获得的混合物引入所述碱洗单元的沉降设备中进行初步分离，得到第一含硫碱液和第一轻烃；然后将所述第一轻烃引入位于所述碱洗单元下游的沉降单元中进行第二分离，得到第二含硫碱液和脱硫轻烃；并且将所述第一含硫碱液和第二含硫碱液引入氧化再生单元中与含氧气体进行氧化再生反应；以及将所述氧化再生单元中获得的脱硫碱液引入反抽提单元中进行分离，得到再生碱液；并且将所述再生碱液循环回所述碱洗单元中。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述两相混合反应器进一步包括收集室和分布室，所述轻烃依次经过所述反应器入口、所述分布室和所述混合流道入口进入所述混合流道中，所述碱液与所述轻烃接触后形成的混合物依次经过所述混合流道出口、所述收集室和所述反应器出口引出至所述两相混合反应器之外。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在所述两相混合反应器中，所述第一隔板和所述第二隔板通过至少两个混合流道连接，各个所述混合流道的壁上的分布孔的个数相同或不同，且各个所述混合流道的壁上的分布孔的个数各自独立地为1-100个。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在所述两相混合反应器中，各个所述分布孔的孔径为0.1-2mm。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，在所述两相混合反应器中，按照所述反应器壳程中的碱液的流动方向，所述分布孔的孔径依次增大。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，在所述两相混合反应器中，按照所述反应器壳程中的碱液的流动方向，上游的分布孔的孔径比下游相邻的分布孔的孔径小0.01-1mm。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在所述两相混合反应器中，在各个所述混合流道的壁上，相邻两个分布孔的中心点的距离为0.5-40mm。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，在所述两相混合反应器中，在各个所述混合流道的壁上，相邻两个分布孔的中心点的距离为1-30mm。

9.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在所述两相混合反应器中，所述分布孔的深度为0.1-3mm。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，在所述两相混合反应器中，所述分布孔的深度为0.3-2.5mm。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述反抽提单元中包括至少一个所述两相混合反应器。

12.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述碱液在所述分散相入口处的表观流速为0.2-5m/s；所述轻烃在所述混合流道入口处的表观流速为0.5-20m/s。

13.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在所述碱洗单元中，所述碱液与所述轻烃的接触条件包括：温度为25-80℃，反应压力为0.2-2MPa。

14.根据权利要求1所述的方法，其中，所述轻烃包括含硫液化气和/或含硫轻汽油。