CN107057758B - 脱除轻烃中酸性杂质的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种脱除轻烃中酸性杂质的方法，主要解决现有技术中酸性杂质脱除率低、净化后的轻烃气体中剩余酸性杂质含量高、轻烃产品质量不达标的问题。本发明通过采用一种脱除轻烃中酸性杂质的方法，采用加热、吸附‑吸收‑吸附、过滤、冷却的方式脱除酸性杂质，脱除率为99.20％～99.99％，脱除后轻烃中酸性杂质含量硫化氢≤1ppm，二氧化碳≤2ppm，达到了工艺要求，并按生产规模设置并联2～4组吸附单元，其中1～3组吸附，剩余1组再生，以保持商业化工业装置满负荷连续运行的技术方案较好地解决了上述问题，可用于脱除轻烃中的酸性杂质。
Description
技术领域
本发明涉及一种脱除轻烃中酸性杂质的方法。
背景技术
石油炼制行业催化裂化(FCC)装置、催化裂解(DCC)装置、延迟焦化装置、加氢裂化装置等炼油生产装置是将开采出来的原油经过一系列加工处理制备燃料用的汽油、煤油、柴油和溶剂油以及润滑油等石油产品，并副产各种工艺干气，这些含丰富乙烯、丙烯的工艺干气中硫化氢H2S和二氧化碳CO2酸性杂质含量为0.6～4.1mol％之间。
石油化工行业乙烯装置是采用石脑油原料蒸汽热裂解制备乙烯的典型大规模商业化工业生产装置，通常从乙烯裂解炉流出的裂解气中硫化氢H2S和二氧化碳CO2酸性杂质含量为0.05mol％左右。
煤化工行业甲醇制烯烃(MTO)装置和甲醇制丙烯(MTP)装置是采用甲醇原料催化制备低碳烯烃和丙烯的大规模商业化工业生产装置，通常从反应器流出的产品气中二氧化碳CO2含量为0.10～0.38mol％之间。
天然气行业液化天然气LNG工厂是将甲烷气经过压缩、净化、液化制成液化天然气以利于运输和储存，液化天然气工厂的甲烷气原料中二氧化碳CO2含量为0.51mol％左右。
目前，为了制备聚合级乙烯和聚合级丙烯以及液化天然气，通常要求将这些低碳轻烃气体中的硫化氢和二氧化碳加以脱除，分别降至硫化氢1ppm和二氧化碳2ppm以下。
现有技术中的专利申请号CN03135127.1从混合气体中脱除乙烯二氧化碳的吸附分离法，公开了采用活性炭、氧化铝、硅胶、分子筛中的至少一种吸附剂进行变压吸附、解吸再生等步骤，将混合气体中的乙烯和二氧化碳分离并脱除，从而得到净化气；从而可将二氧化碳含量为1％～10％的混合气通过该发明专利的技术方法吸附分离处理后得到二氧化碳含量为0.005％～0.3％的净化气。专利申请号CN200910212788.1从气体混合物中深度脱除二氧化碳的方法，公开了一种从气体混合物中深度脱除二氧化碳的方法；采用一种复合胺水溶液作为吸收剂，将含22vol％的原料气进行脱除二氧化碳的吸收处理，净化后的混合气二氧化碳含量降至0.04～0.80vol％。专利申请号CN201410573730.0二氧化碳的纯化，公开了采用热泵循环的工艺分离二氧化碳“轻质”杂质和硫化氢“重质”杂质的方法。
现有技术中的专利申请号CN03135127.1采用吸附分离脱除二氧化碳，专利申请号CN200910212788.1采用复合胺水溶液脱除硫化氢和二氧化碳酸性杂质，采用这些发明专利技术净化后的混合气中酸性杂质含量在0.005％～0.80％之间，远远达不到酸性杂质含量硫化氢≤1ppm和二氧化碳≤2ppm的要求，专利申请号CN201410573730.0仅仅从粗二氧化碳中脱除硫化氢，存在酸性杂质脱除率低、净化后的轻烃气体中剩余酸性杂质含量高、轻烃产品质量不达标的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有技术中酸性杂质脱除率低、净化后的轻烃气体中剩余酸性杂质含量高、轻烃产品质量不达标的问题，提供一种新的脱除轻烃中酸性杂质的方法。该方法具有酸性杂质脱除率高、净化后的轻烃气体中剩余酸性杂质含量低、轻烃产品质量达标的优点。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：一种脱除轻烃中酸性杂质的方法，采用包括加热、吸附-吸收-吸附、过滤、冷却技术步骤脱除低碳轻烃气体中的酸性杂质，首先将含酸性杂质的低碳轻烃气体加热到吸附温度后，进入一次吸附器进行初步吸附酸性杂质的操作，然后经过化学吸收器进行化学吸收酸性杂质的操作，再经过二次吸附器进行最终吸附酸性杂质的操作，随后通过过滤脱除夹带的微量分子筛微细粉末，最后低碳轻烃气体冷却到工艺所要求的温度外送；当解吸再生操作时，经再生气进料加热器加热至再生温度后的再生气，进入需要再生的一次吸附器和二次吸附器进行解吸酸性杂质和再生吸附剂的操作，再生后的再生气进入再生气出料收集器进一步处理；所述的一次吸附器、化学吸收器、二次吸附器为串联连接并组成一组吸附单元，根据生产装置的规模，设置并联的2～4组吸附单元，其中1～3组吸附单元进行吸附吸收操作，剩余1组吸附单元进行解吸再生操作，以保持工业生产装置满负荷连续平稳运行；其中，一次吸附器吸附吸收操作的工艺参数为：操作温度为10～40℃；操作压力为2.6～4.2MPaA；一次吸附器设备主要参数为：长径比为3.0～5.0：1；吸附剂采用A型分子筛，其孔径为0.6～0.8nm；化学吸收器吸附吸收操作的工艺参数为：操作温度为10～40℃；操作压力为2.5～4.1MPaA；化学吸收器设备主要参数为：长径比为0.8～1.4：1；化学吸收剂为氧化钙CaO颗粒和氢氧化钠NaOH颗粒的碱性混合物，氧化钙和氢氧化钠的质量比为CaO：NaOH＝1.8～4.8：1；二次吸附器吸附吸收操作的工艺参数为：操作温度为10～40℃；操作压力为2.4～4.0MPaA；二次吸附器设备主要参数为：长径比为1.5～3.5：1；吸附剂采用X型分子筛，其孔径为0.3～0.5nm。
上述技术方案中，优选地，酸性物质包括硫化氢和二氧化碳。
上述技术方案中，优选地，进料加热器操作运行的工艺参数为：操作温度为-30～40℃；操作压力为2.7～4.3MPaA；再生气进料加热器操作运行的工艺参数为：操作温度为25～345℃；操作压力为0.25～0.55MPaA。
上述技术方案中，更优选地，进料加热器操作运行的工艺参数为：操作温度为-20～30℃；操作压力为3.1～3.9MPaA；再生气进料加热器操作运行的工艺参数为：操作温度为315～325℃；操作压力为0.35～0.45MPaA。
上述技术方案中，优选地，出料过滤器操作运行的工艺参数为：操作温度为10～40℃；操作压力为2.3～3.9MPaA；出料冷却器操作运行的工艺参数为：操作温度为-30～40℃；操作压力为2.2～3.8MPaA。
上述技术方案中，更优选地，出料过滤器操作运行的工艺参数为：操作温度为20～30℃；操作压力为2.7～3.5MPaA；出料冷却器操作运行的工艺参数为：操作温度为-20～30℃；操作压力为2.6～3.4MPaA。
上述技术方案中，优选地，一次吸附器吸附吸收操作的工艺参数为：操作温度为20～30℃；操作压力为3.0～3.8MPaA；一次吸附器设备主要参数为：长径比为3.8～4.2：1；吸附剂采用硅铝比为2的A型分子筛；化学吸收器吸附吸收操作的工艺参数为：操作温度为20～30℃；操作压力为2.9～3.7MPaA；化学吸收器设备主要参数为：长径比为1.0～1.2：1；二次吸附器吸附吸收操作的工艺参数为：操作温度为20～30℃；操作压力为2.8～3.6MPaA；二次吸附器设备主要参数为：长径比为2.1～2.9：1；吸附剂采用硅铝比为3的X型分子筛。
上述技术方案中，优选地，一次吸附器解吸再生操作的工艺参数为：操作温度为295～345℃；操作压力为0.20～0.50MPaA；二次吸附器解吸再生操作的工艺参数为：操作温度为295～345℃；操作压力为0.10～0.40MPaA；再生气出料收集器操作运行的工艺参数为：操作温度为25～345℃；操作压力为0.05～0.35MPaA。
上述技术方案中，更优选地，一次吸附器解吸再生操作的工艺参数为：操作温度为315～325℃；操作压力为0.30～0.40MPaA；二次吸附器解吸再生操作的工艺参数为：操作温度为315～325℃；操作压力为0.20～0.30MPaA；再生气出料收集器操作运行的工艺参数为：操作温度为315～325℃；操作压力为0.15～0.25MPaA。
上述技术方案中，优选地，化学吸收剂体积为化学吸收器体积的70～90％；A型分子筛体积为一次吸附器体积的70～90％；X型分子筛体积为二次吸附器体积的70～90％。
由于采用本发明脱除轻烃中酸性杂质的方法，通过预热、吸附-吸收-吸附、过滤、冷却等技术步骤脱除低碳轻烃气体中的硫化氢和二氧化碳等酸性杂质，提高了硫化氢和二氧化碳等酸性杂质脱除率，使低碳轻烃气体中的酸性杂质含量达到工艺要求的质量标准，较好地解决了现有技术存在的问题。本发明将吸附-吸收-吸附串联组成1组吸附单元，采用加热、吸附-吸收-吸附、过滤、冷却的方式脱除低碳轻烃气体中硫化氢和二氧化碳等酸性杂质，酸性杂质脱除率为99.20％～99.99％，脱除酸性杂质后的低碳轻烃气体中硫化氢和二氧化碳含量分别在1ppm和2ppm以下，达到工艺要求的质量标准，并按工艺装置的生产规模设置并联2～4组吸附单元，其中1～3组吸附操作，剩余1组再生操作，以保持大规模商业化工业生产装置满负荷连续运行，取得了较好的技术效果。
附图说明
图1为本发明所述方法的流程示意图。
图1中，以一次吸附器、化学吸收器、二次吸附器串联连接组成1组吸附单元，并联4组吸附单元为例，11～14为低碳轻烃气体，21、22为再生气，32为进料加热器，33为出料过滤器，34为出料冷却器，35为再生气进料加热器，36为再生气出料收集器，101、201、301、401为一次吸附器，102、202、302、402为化学吸收器，103、203、303、403为二次吸附器。
以并联4组吸附单元，其中3组(设备101、102、103和设备201、202、203以及设备301、302、303)吸附操作，剩余1组(设备401、402、403)再生操作为例，本发明工艺流程如下：
酸性杂质吸附吸收操作：来自界外上游***的低碳轻烃气体(11)经进料加热器(32)加热到吸附温度后，低碳轻烃气体(12)首先进入一次吸附器(101)、(201)、(301)进行初步吸附酸性杂质的操作，然后经过化学吸收器(102)、(202)、(302)进行化学吸收酸性杂质的操作，最后经过二次吸附器(103)、(203)、(303)进行最终吸附酸性杂质的操作；已经脱除夹带酸性杂质的低碳轻烃气体(13)，经出料过滤器(33)过滤脱除所夹带的微量分子筛微细粉末后，再经出料冷却器(34)冷却达到工艺所要求的温度，低碳轻烃气体(14)外送下游***。
酸性杂质解吸再生操作：经再生气进料加热器(35)加热至再生温度后的再生气(21)，进入需要再生的一次吸附器(401)和二次吸附器(403)进行解吸酸性杂质和再生吸附剂的操作，再生后的再生气(22)进入再生气出料收集器(36)进一步加以处理。化学吸收器(402)不进行解吸再生操作，当氧化钙和氢氧化钠的碱性混合物化学吸收剂即将失效时，将化学吸收器(402)切换出来，将即将失效的碱性混合物化学吸收剂更换为新鲜碱性混合物化学吸收剂。
下面通过实施例对本发明作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。
具体实施方式
【实施例1】
一种脱除轻烃中酸性杂质的方法，如图1所示。由于石油炼制行业催化裂化FCC装置副产工艺干气含有丰富乙烯，需要脱除硫化氢后分离加以回收乙烯。FCC工艺干气的组成，见下表。
FCC工艺干气组成一览表
| 组分名称 | 氢气 | 硫化氢 | 甲烷 | 乙烯 | 乙烷 | 合计 |
| 产率/vol％ | 40.4 | 1.4 | 26.6 | 15.5 | 16.1 | 100.0 |
采用本发明一种脱除轻烃中酸性杂质的方法，催化裂化FCC装置的生产规模为180万吨/年，根据FCC装置的生产规模，设置并联2组吸附单元，每组吸附单元由吸附-吸收-吸附三段串联连接组成，其中1组吸附单元进行吸附吸收操作，剩余1组吸附单元进行解吸再生操作。
本发明的工艺流程和方法如下：
酸性杂质吸附吸收操作：来自界外上游***的FCC工艺干气(11)经进料加热器(32)加热到吸附温度后，FCC工艺干气(12)首先进入一次吸附器(101)进行初步吸附酸性杂质的操作，然后经过化学吸收器(102)进行化学吸收酸性杂质的操作，最后经过二次吸附器(103)进行最终吸附酸性杂质的操作；已经脱除夹带酸性杂质的FCC工艺干气(13)，经出料过滤器(33)过滤脱除所夹带的微量分子筛微细粉末后，再经出料冷却器(34)冷却达到工艺所要求的温度，FCC工艺干气(14)外送下游***。
酸性杂质解吸再生操作：经再生气进料加热器(35)加热至再生温度后的再生气(21)，进入需要再生的一次吸附器(201)和二次吸附器(203)进行解吸酸性杂质和再生吸附剂的操作，再生后的再生气(22)进入再生气出料收集器(36)进一步加以处理。化学吸收器(202)不进行解吸再生操作，当氧化钙和氢氧化钠的碱性混合物化学吸收剂即将失效时，将化学吸收器(202)切换出来，将即将失效的碱性混合物化学吸收剂更换为新鲜碱性混合物化学吸收剂。
本发明吸附吸收操作的工艺参数如下：
进料加热器入口操作温度为25℃，出口操作温度为35℃，操作压力为3.1MPaA；
一次吸附器操作温度为35℃，操作压力为3.0MPaA，一次吸附器设备长径比为3.8：1；
化学吸收器操作温度为35℃，操作压力为2.9MPaA，化学吸收器设备长径比为1.2：1，化学吸收剂CaO：NaOH质量比为2.9：1；
二次吸附器操作温度为35℃，操作压力为2.8MPaA，二次吸附器设备长径比为2.2：1；
出料过滤器操作温度为35℃，操作压力为2.7MPaA；
出料冷却器入口操作温度为35℃，出口操作温度为25℃，操作压力为2.6MPaA。
本发明解吸再生操作的工艺参数如下：
再生气进料加热器入口操作温度为25℃，出口操作温度为305℃，操作压力为0.30MPaA；
一次吸附器操作温度为305℃，操作压力为0.25MPaA；
二次吸附器操作温度为305℃，操作压力为0.15MPaA；
再生气出料收集器入口操作温度为305℃，出口操作温度为25℃，操作压力为0.10MPaA。
化学吸收剂体积为化学吸收器体积的75.8％，A型分子筛体积为一次吸附器体积的82.1％，X型分子筛体积为二次吸附器体积的83.6％。
由此，采用本发明的方法，催化裂化FCC装置工艺干气通过加热、吸附-吸收-吸附、过滤、冷却等工艺过程处理后，脱除了硫化氢酸性杂质。FCC工艺干气酸性杂质硫化氢脱除率为99.99％，脱除酸性杂质后的FCC工艺干气中硫化氢含量为0.9ppm，达到工艺要求的质量标准。之后FCC工艺干气再进一步分离精制，得到纯度≥99.95mol％的聚合级乙烯产品。
【实施例2】
按照实施例1所述的条件和步骤，仍设置并联2组吸附单元，每组吸附单元由吸附-吸收-吸附三段串联连接组成，仅仅FCC工艺干气组成改变，见下表。
FCC工艺干气组成一览表
| 组分名称 | 氢气 | 氮气 | 二氧化碳 | 甲烷 | 乙烯 | 丙烷 | 丙烯 | 碳四 | 硫化氢 | 合计 |
| 产率/vol％ | 13.2 | 18.5 | 4.1 | 32.1 | 26.2 | 1.0 | 2.9 | 1.7 | 0.3 | 100.0 |
本发明吸附吸收操作的工艺参数如下：
进料加热器入口操作温度为25℃，出口操作温度为40℃，操作压力为4.3MPaA；
一次吸附器操作温度为40℃，操作压力为4.2MPaA，一次吸附器设备长径比为5.0：1；
化学吸收器操作温度为40℃，操作压力为4.1MPaA，化学吸收器设备长径比为1.4：1，化学吸收剂CaO：NaOH质量比为4.8：1；
二次吸附器操作温度为40℃，操作压力为4.0MPaA，二次吸附器设备长径比为3.5：1；
出料过滤器操作温度为40℃，操作压力为3.9MPaA；
出料冷却器入口操作温度为40℃，出口操作温度为25℃，操作压力为3.8MPaA。
本发明解吸再生操作的工艺参数如下：
再生气进料加热器入口操作温度为25℃，出口操作温度为345℃，操作压力为0.55MPaA；
一次吸附器操作温度为345℃，操作压力为0.50MPaA；
二次吸附器操作温度为345℃，操作压力为0.40MPaA；
再生气出料收集器入口操作温度为345℃，出口操作温度为25℃，操作压力为0.35MPaA。
化学吸收剂体积为化学吸收器体积的70.0％，A型分子筛体积为一次吸附器体积的70.0％，X型分子筛体积为二次吸附器体积的70.0％。
由此，采用本发明的方法，催化裂化FCC装置工艺干气通过加热、吸附-吸收-吸附、过滤、冷却等工艺处理后，脱除了二氧化碳和硫化氢等酸性杂质。FCC工艺干气酸性杂质硫化氢和二氧化碳脱除率分别为99.97％和99.99％，脱除酸性杂质后的FCC工艺干气中酸性杂质硫化氢和二氧化碳含量分别为1.0ppm和2.0ppm，达到工艺要求的质量标准。之后FCC工艺干气再进一步分离精制，得到纯度≥99.95mol％的聚合级乙烯产品和纯度≥99.6mol％的聚合级丙烯产品。
【实施例3】
按照实施例1所述的条件和步骤，仍设置并联2组吸附单元，每组吸附单元由吸附-吸收-吸附三段串联连接组成，仅仅应用于石油炼制行业催化裂解DCC装置，生产规模为60万吨/年，DCC工艺干气组成，见下表。
DCC工艺干气组成一览表
| 组分名称 | 氢气 | 硫化氢 | 甲烷 | 乙烯 | 乙烷 | 丙烯 | 丙烷 | 合计 |
| 产率/vol％ | 23.8 | 1.9 | 32.7 | 27.8 | 13.1 | 0.5 | 0.2 | 100.0 |
由此，采用本发明的方法，催化裂解DCC装置工艺干气通过加热、吸附-吸收-吸附、过滤、冷却等工艺过程处理后，脱除了硫化氢酸性杂质。DCC工艺干气酸性杂质硫化氢脱除率为99.99％，脱除酸性杂质后的DCC工艺干气中酸性杂质硫化氢含量为0.9ppm，达到工艺要求的质量标准。之后DCC工艺干气再进一步分离精制，得到纯度≥99.95mol％的聚合级乙烯产品。
【实施例4】
按照实施例3所述的条件和步骤，仍设置并联2组吸附单元，每组吸附单元由吸附-吸收-吸附三段串联连接组成，仅仅DCC工艺干气组成改变，见下表。
DCC工艺干气组成一览表
| 组分名称 | 氢气 | 硫化氢 | 甲烷 | 乙烷 | 乙烯 | 丙烷 | 丙烯 | 合计 |
| 产率/vol％ | 24.9 | 0.6 | 33.8 | 12.6 | 27.7 | 0.1 | 0.3 | 100.0 |
由此，采用本发明的方法，催化裂解DCC装置工艺干气通过加热、吸附-吸收-吸附、过滤、冷却等工艺过程处理后，脱除了硫化氢酸性杂质。DCC工艺干气酸性杂质硫化氢脱除率为99.99％，脱除酸性杂质后的DCC工艺干气中酸性杂质硫化氢含量为0.8ppm，达到工艺要求的质量标准。之后DCC工艺干气再进一步分离精制，得到纯度≥99.95mol％的聚合级乙烯产品。
【实施例5】
按照实施例1所述的条件和步骤，仍设置并联2组吸附单元，每组吸附单元由吸附-吸收-吸附三段串联连接组成，仅仅应用于石油炼制行业延迟焦化装置，生产规模为240万吨/年，延迟焦化富气组成，见下表。
延迟焦化富气组成一览表
| 组分名称 | 氢气 | 甲烷 | 乙烷 | 丙烷 | 丙烯 | 碳四 | 碳五 | 硫化氢 | 合计 |
| 产率/vol％ | 6.1 | 31.9 | 26.8 | 13.1 | 7.4 | 10.1 | 3.0 | 1.6 | 100.0 |
由此，采用本发明的方法，延迟焦化富气通过加热、吸附-吸收-吸附、过滤、冷却等工艺过程处理后，脱除了硫化氢酸性杂质。延迟焦化富气酸性杂质硫化氢脱除率为99.99％，脱除酸性杂质后的延迟焦化富气中酸性杂质硫化氢含量为0.9ppm，达到工艺要求的质量标准。
【实施例6】
按照实施例1所述的条件和步骤，仍设置并联2组吸附单元，每组吸附单元由吸附-吸收-吸附三段串联连接组成，仅仅应用于石油炼制行业加氢裂化装置，生产规模为320万吨/年，加氢裂化气组成，见下表。
加氢裂化气组成一览表
| 组分名称 | 氢气 | 甲烷 | 乙烷 | 丙烷 | 异丁烷 | 正丁烷 | 碳五 | 硫化氢 | 合计 |
| 产率/vol％ | 3.64 | 4.65 | 6.28 | 29.90 | 34.67 | 15.44 | 3.79 | 1.63 | 100.00 |
由此，采用本发明的方法，加氢裂化气通过加热、吸附-吸收-吸附、过滤、冷却等工艺过程处理后，脱除了硫化氢酸性杂质。加氢裂化气酸性杂质硫化氢脱除率为99.99％，脱除酸性杂质后的加氢裂化气中酸性杂质硫化氢含量为0.9ppm，达到了工艺要求的质量标准。
【实施例7】
按照实施例1所述的条件和步骤，仅仅应用于石油化工行业乙烯装置，生产规模为150万吨/年，置并联4组吸附单元，每组吸附单元由吸附-吸收-吸附三段串联连接组成，其中3组吸附单元进行吸附吸收操作，剩余1组吸附单元进行解吸再生操作。乙烯装置裂解气组成，见下表。
乙烯装置裂解气组成一览表
| 组分名称 | 氢气 | 二氧化碳 | 甲烷 | 乙烷 | 乙烯 | 丙烷 | 丙烯 | 碳四 | 碳五 | 合计 |
| 产率/mol％ | 14.31 | 0.05 | 23.68 | 6.86 | 31.69 | 0.69 | 9.44 | 1.29 | 11.99 | 100.00 |
本发明吸附吸收操作的工艺参数如下：
进料加热器入口操作温度为-30℃，出口操作温度为10℃，操作压力为2.7MPaA；
一次吸附器操作温度为10℃，操作压力为2.6MPaA，一次吸附器设备长径比为3.0：1；化学吸收器操作温度为10℃，操作压力为2.5MPaA，化学吸收器设备长径比为0.8：1，化学吸收剂CaO：NaOH质量比为1.8：1；
二次吸附器操作温度为10℃，操作压力为2.4MPaA，二次吸附器设备长径比为1.5：1；出料过滤器操作温度为10℃，操作压力为2.3MPaA；
出料冷却器入口操作温度为10℃，出口操作温度为-30℃，操作压力为2.2MPaA。
本发明解吸再生操作的工艺参数如下：
再生气进料加热器入口操作温度为25℃，出口操作温度为295℃，操作压力为0.25MPaA；
一次吸附器操作温度为295℃，操作压力为0.20MPaA；
二次吸附器操作温度为295℃，操作压力为0.10MPaA；
再生气出料收集器入口操作温度为295℃，出口操作温度为25℃，操作压力为0.05MPaA。
化学吸收剂体积为化学吸收器体积的90.0％，A型分子筛体积为一次吸附器体积的90.0％，X型分子筛体积为二次吸附器体积的90.0％。
由此，采用本发明的方法，乙烯装置裂解气通过加热、吸附-吸收-吸附、过滤、冷却等工艺过程处理后，脱除了二氧化碳酸性杂质。乙烯装置裂解气酸性杂质二氧化碳脱除率为99.66％，脱除酸性杂质后的乙烯装置裂解气中酸性杂质二氧化碳含量为1.7ppm，达到工艺要求的质量标准。之后乙烯装置裂解气再进一步分离精制，得到纯度≥99.95mol％的聚合级乙烯产品和纯度≥99.6mol％的聚合级丙烯产品。
【实施例8】
按照实施例1所述的条件和步骤，仅仅应用于煤化工行业MTO装置，生产规模为360万吨/年甲醇，设置并联3组吸附单元，每组吸附单元由吸附-吸收-吸附三段串联连接组成，其中2组吸附单元进行吸附吸收操作，剩余1组吸附单元进行解吸再生操作。MTO装置产品气组成，见下表。
MTO装置产品气组成一览表
由此，采用本发明的方法，MTO产品气通过加热、吸附-吸收-吸附、过滤、冷却等工艺过程处理后，脱除了二氧化碳酸性杂质。MTO产品气酸性杂质二氧化碳脱除率为99.95％，脱除酸性杂质后的MTO产品气中酸性杂质二氧化碳含量为1.8ppm，达到工艺要求的质量标准。之后MTO装置产品气再进一步分离精制，得到纯度≥99.95mol％的聚合级乙烯产品和纯度≥99.6mol％的聚合级丙烯产品。
【实施例9】
按照实施例1所述的条件和步骤，仅仅应用于煤化工行业MTP装置，生产规模为180万吨/年甲醇，设置并联2组吸附单元，每组吸附单元由吸附-吸收-吸附三段串联连接组成，其中1组吸附单元进行吸附吸收操作，剩余1组吸附单元进行解吸再生操作。MTP装置反应气组成，见下表。
MTP装置反应气组成一览表
| 组分名称 | 乙烷 | 乙烯 | 丙烷 | 丙烯 | 碳四 | 碳五 | 碳六 | 二氧化碳 | 合计 |
| 产率/mol％ | 1.10 | 2.80 | 1.60 | 65.00 | 5.13 | 3.05 | 21.22 | 0.10 | 100.00 |
由此，采用本发明的方法，MTP反应气通过加热、吸附-吸收-吸附、过滤、冷却等工艺过程处理后，脱除了二氧化碳酸性杂质。MTP反应气酸性杂质二氧化碳脱除率为99.82％，脱除酸性杂质后的MTP反应气中酸性杂质二氧化碳含量为1.8ppm，达到工艺要求的质量标准。之后MTP装置反应气再进一步分离精制，得到纯度≥99.6mol％的聚合级丙烯产品。
【实施例10】
按照实施例1所述的条件和步骤，仅仅应用于天然气行业液化天然气LNG工厂，生产规模为400万吨/年LNG，相当于50万标准立方米/小时LNG，需要设置并联4组吸附单元，每组吸附单元由吸附-吸收-吸附三段串联连接组成，其中3组吸附单元进行吸附吸收操作，剩余1组吸附单元进行解吸再生操作。LNG工厂天然气组成，见下表。
LNG工厂天然气组成一览表
| 组分名称 | 氢气 | 一氧化碳 | 二氧化碳 | 甲烷 | 氮气 | 硫化氢 | 合计 |
| 产率/mol％ | 1.08 | 0.01 | 0.51 | 93.25 | 5.14 | 0.01 | 100.00 |
由此，采用本发明的方法，LNG工厂天然气通过加热、吸附-吸收-吸附、过滤、冷却等工艺过程处理后，脱除了二氧化碳和硫化氢酸性杂质。LNG工厂天然气酸性杂质硫化氢和二氧化碳脱除率分别为99.20％和99.96％，脱除酸性杂质后的LNG工厂天然气中酸性杂质含量硫化氢和二氧化碳分别为0.8ppm和1.8ppm，达到工艺要求的质量标准。之后LNG工厂天然气再进一步冷凝、液化，得到液化天然气LNG产品。
【对比例1】
现有技术采用吸附分离方法脱除二氧化碳或复合胺水溶液方法脱除硫化氢和二氧化碳酸性杂质，酸性杂质脱除率在90.0％左右，经过处理后的低碳轻烃气体中酸性杂质含量仍然较高，在0.005％～0.80％之间，远远达不到含量硫化氢≤1ppm和二氧化碳≤2ppm的工艺要求，产品质量不达标。而采用碱洗-水洗的方法，虽然可以脱除低碳轻烃气体中的硫化氢和二氧化碳，使产品质量达标；但是，在碱洗-水洗过程中，会产生废碱液和黄油，这些废碱液和黄油需要送环保部门进行专门的无害化处理，达标以后才能排放，由此增加了工艺装置的运行成本。
Claims (10)
1.一种脱除轻烃中酸性杂质的方法，采用包括加热、吸附-吸收-吸附、过滤、冷却技术步骤脱除低碳轻烃气体中的酸性杂质，首先将含酸性杂质的低碳轻烃气体加热到吸附温度后，进入一次吸附器进行初步吸附酸性杂质的操作，然后经过化学吸收器进行化学吸收酸性杂质的操作，再经过二次吸附器进行最终吸附酸性杂质的操作，随后通过过滤脱除夹带的微量分子筛微细粉末，最后低碳轻烃气体冷却到工艺所要求的温度外送；当解吸再生操作时，经再生气进料加热器加热至再生温度后的再生气，进入需要再生的一次吸附器和二次吸附器进行解吸酸性杂质和再生吸附剂的操作，再生后的再生气进入再生气出料收集器进一步处理；所述的一次吸附器、化学吸收器、二次吸附器为串联连接并组成一组吸附单元，根据生产装置的规模，设置并联的2～4组吸附单元，其中1～3组吸附单元进行吸附吸收操作，剩余1组吸附单元进行解吸再生操作，以保持工业生产装置满负荷连续平稳运行；其中，一次吸附器吸附吸收操作的工艺参数为：操作温度为10～40℃；操作压力为2.6～4.2MPaA；一次吸附器设备主要参数为：长径比为3.0～5.0：1；吸附剂采用A型分子筛，其孔径为0.6～0.8nm；化学吸收器化学吸收操作的工艺参数为：操作温度为10～40℃；操作压力为2.5～4.1MPaA；化学吸收器设备主要参数为：长径比为0.8～1.4：1；化学吸收剂为氧化钙CaO颗粒和氢氧化钠NaOH颗粒的碱性混合物，氧化钙和氢氧化钠的质量比为CaO：NaOH＝1.8～4.8：1；二次吸附器吸附吸收操作的工艺参数为：操作温度为10～40℃；操作压力为2.4～4.0MPaA；二次吸附器设备主要参数为：长径比为1.5～3.5：1；吸附剂采用X型分子筛，其孔径为0.3～0.5nm。
2.根据权利要求1所述脱除轻烃中酸性杂质的方法，其特征在于酸性物质包括硫化氢和二氧化碳。
3.根据权利要求1所述脱除轻烃中酸性杂质的方法，其特征在于进料加热器操作运行的工艺参数为：操作温度为-30～40℃；操作压力为2.7～4.3MPaA；再生气进料加热器操作运行的工艺参数为：操作温度为25～345℃；操作压力为0.25～0.55MPaA。
4.根据权利要求3所述脱除轻烃中酸性杂质的方法，其特征在于进料加热器操作运行的工艺参数为：操作温度为-20～30℃；操作压力为3.1～3.9MPaA；再生气进料加热器操作运行的工艺参数为：操作温度为315～325℃；操作压力为0.35～0.45MPaA。
5.根据权利要求1所述脱除轻烃中酸性杂质的方法，其特征在于出料过滤器操作运行的工艺参数为：操作温度为10～40℃；操作压力为2.3～3.9MPaA；出料冷却器操作运行的工艺参数为：操作温度为-30～40℃；操作压力为2.2～3.8MPaA。
6.根据权利要求5所述脱除轻烃中酸性杂质的方法，其特征在于出料过滤器操作运行的工艺参数为：操作温度为20～30℃；操作压力为2.7～3.5MPaA；出料冷却器操作运行的工艺参数为：操作温度为-20～30℃；操作压力为2.6～3.4MPaA。
7.根据权利要求1所述脱除轻烃中酸性杂质的方法，其特征在于一次吸附器吸附吸收操作的工艺参数为：操作温度为20～30℃；操作压力为3.0～3.8MPaA；一次吸附器设备主要参数为：长径比为3.8～4.2：1；吸附剂采用硅铝比为2的A型分子筛；化学吸收器化学吸收操作的工艺参数为：操作温度为20～30℃；操作压力为2.9～3.7MPaA；化学吸收器设备主要参数为：长径比为1.0～1.2：1；二次吸附器吸附吸收操作的工艺参数为：操作温度为20～30℃；操作压力为2.8～3.6MPaA；二次吸附器设备主要参数为：长径比为2.1～2.9：1；吸附剂采用硅铝比为3的X型分子筛。
8.根据权利要求1所述脱除轻烃中酸性杂质的方法，其特征在于一次吸附器解吸再生操作的工艺参数为：操作温度为295～345℃；操作压力为0.20～0.50MPaA；二次吸附器解吸再生操作的工艺参数为：操作温度为295～345℃；操作压力为0.10～0.40MPaA；再生气出料收集器操作运行的工艺参数为：操作温度为25～345℃；操作压力为0.05～0.35MPaA。
9.根据权利要求8所述脱除轻烃中酸性杂质的方法，其特征在于一次吸附器解吸再生操作的工艺参数为：操作温度为315～325℃；操作压力为0.30～0.40MPaA；二次吸附器解吸再生操作的工艺参数为：操作温度为315～325℃；操作压力为0.20～0.30MPaA；再生气出料收集器操作运行的工艺参数为：操作温度为315～325℃；操作压力为0.15～0.25MPaA。
10.根据权利要求1所述脱除轻烃中酸性杂质的方法，其特征在于化学吸收剂体积为化学吸收器体积的70～90％；A型分子筛体积为一次吸附器体积的70～90％；X型分子筛体积为二次吸附器体积的70～90％。
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