纖維膜脫硫技術(shù)在液化氣脫硫醇裝置中的應(yīng)用

趙秀秀，傅海濱

寧波中一石化科技股份有限公司

纖維膜脫硫技術(shù)在液化氣脫硫醇裝置中的應(yīng)用

趙秀秀，傅海濱

寧波中一石化科技股份有限公司

液化氣是我們生活中不可缺少的燃料之一，同時也是一種重要的工業(yè)原料，所以，液化氣的質(zhì)量好壞與否在很大程度上影響到很多人的生活以及工業(yè)生產(chǎn)的流程。而硫在液化氣中的比例，往往是決定液化氣質(zhì)量的關(guān)鍵因素，含硫更少的液化氣質(zhì)量更好。但是從石油中獲得液化氣的過程中，常常由于裂化、焦化等過程而生成一些硫化氫、二硫化碳、羰基硫等含硫的化合物，這些含硫化合物嚴(yán)重降低了液化氣的使用效率，并且還大大污染了環(huán)境。所以，對液化氣的脫硫顯得至關(guān)重要。而纖維膜脫硫技術(shù)應(yīng)運而生。本文將對纖維膜脫硫技術(shù)進(jìn)行簡介并且對纖維膜脫硫技術(shù)在液化氣脫硫醇裝置中的具體應(yīng)用流程及外部條件的控制進(jìn)行分析和探討。

纖維膜脫硫技術(shù)；液化氣；脫硫醇裝置；應(yīng)用

1.纖維膜脫硫技術(shù)簡介

纖維膜脫硫技術(shù)主要借助纖維膜接觸器，這是一種新型靜態(tài)傳質(zhì)設(shè)備，區(qū)別于傳統(tǒng)設(shè)備中液滴接觸以液體小顆粒狀態(tài)分布，纖維膜接觸器是通過內(nèi)部的特殊液膜的平面互相接觸的方式來實現(xiàn)液烴的接觸。纖維膜接觸器既提高了萃取率，也不再拘束于堿液的用量，是煉油化工生產(chǎn)最好的產(chǎn)物之一。

纖維膜接觸器在傳質(zhì)的過程中，接觸器內(nèi)壁對堿液的吸附力大于烴類化合物，堿液會沿著接觸器內(nèi)壁的路徑而變化流動，而網(wǎng)狀的內(nèi)壁路徑最終讓堿液在流動過程中不斷拉伸，繼而形成薄膜狀，這就實現(xiàn)了堿液液膜接觸面由小變大。與堿液不同，烴類化合物由于在接觸器內(nèi)壁的吸附力小而流動緩慢，并且由于堿液對金屬纖維網(wǎng)的附著，烴類化合物在流動時與堿液摩擦產(chǎn)生了作用力，使得堿液膜削薄了。如此就擴(kuò)大了堿液與烴類化合物的接觸面面積，也發(fā)生了酸堿反應(yīng)。這樣就完成了纖維膜接觸器的傳質(zhì)。而這一切的發(fā)生都是因為堿液和烴類化合物在接觸器的流動造成的不同作用力，所以不同的作用力是傳質(zhì)的基礎(chǔ)。

2.液化氣脫硫醇裝置中對纖維膜脫硫技術(shù)的應(yīng)用

2.1 液化氣脫硫醇裝置中相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)方程式

在液化氣脫硫醇裝置中涉及到的主要化學(xué)反應(yīng)方程式有以下幾個：

RSH+NaOH→NaSR+H2O

H2S+NaOH→NaHS+H2O

2NaSR+H2O+1/2O2→RSSR+2NaOH

2.2 液化氣脫硫醇裝置中運用纖維膜技術(shù)的具體流程

液化氣脫硫醇裝置中運用纖維膜技術(shù)主要分為兩個過程脫硫醇過程和堿液再生過程。

2.2.1 脫硫醇過程

在脫硫醇過程中，會先用醇胺法去除大部分的硫化氫，這是最先的脫硫過程。經(jīng)過脫硫后的液化氣會先到達(dá)纖維膜接觸器，再與液化氣纖維膜脫硫醇罐中的循環(huán)堿液接觸。然后，液化氣中的氫氧化鈉和硫醇就會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而此時液化氣和堿液便借助重力在液化氣纖維膜脫硫醇罐中互相分離。液化氣在穿過纖維膜脫硫醇罐的罐頂之后，便到達(dá)纖維膜接觸器，與接觸器中的氫氧化鈉發(fā)生氧化反應(yīng)，接著液化氣和堿液再次借助重力在纖維膜脫硫醇罐中分離。然后再借助堿液循環(huán)泵吸取纖維膜脫硫醇罐里的堿液，將這些堿液放置于纖維膜接觸器中，可以反復(fù)使用。而剩下的分離后的液化氣會先進(jìn)入到纖維膜接觸器中去，在內(nèi)部水會將液化氣中可能存在的氫氧化鈉雜質(zhì)洗凈。被洗掉氫氧化鈉的液化氣以及接觸過液化氣的水再一次借助重力在罐中分離，精制液化氣便從罐頂出來。

2.2.2 堿液再生過程

脫硫醇裝置中的第二個步驟是堿液再生。從液化氣纖維膜脫硫醇罐中流出的堿液在堿液加熱器中升溫至52攝氏度后，進(jìn)入堿液氧化塔底部，堿液中的硫醇鈉接觸到空氣中的氧氣后立刻被氧化為二硫化物，而硫化鈉則被氧化最終形成成硫代硫酸鈉，這樣，堿液便完成了再生過程。再生后的尾氣去氧化塔塔頂。之后，再生后的堿液進(jìn)入塔頂并完成反應(yīng)后到達(dá)二硫化物抽提纖維接觸器。抽提溶劑即重整裝置中的重整汽油混合循環(huán)抽提溶劑后，到達(dá)二硫化物抽提纖維膜接觸器，在接觸器中將堿液的二硫化物抽提到溶劑中，完成這個過程后堿液便與抽提溶劑分離。但堿液需要通過再生堿液循環(huán)泵打到液化氣脫硫醇系統(tǒng)中進(jìn)行循環(huán)再生使用。

這樣，液化氣脫硫醇裝置中運用纖維膜技術(shù)的所有步驟就完成了。

3.液化氣脫硫醇裝置中應(yīng)用纖維膜脫硫技術(shù)所需的外部條件

液化氣脫硫醇裝置中應(yīng)用纖維膜脫硫技術(shù)對外界環(huán)境有一定條件要求，具體如下。

3.1 適宜的溫度

液化氣脫硫醇裝置中運用纖維膜脫硫技術(shù)對環(huán)境溫度有一定的要求，控制反應(yīng)時間相同時，溫度升高會加快脫硫醇裝置中的氧化反應(yīng)。但溫度如果過高會導(dǎo)致裝置中的損耗變大，所以要把脫硫醇裝置中的溫度控制在一個效率高損耗小的范圍內(nèi)，一般在40到60攝氏度之間最合適。

3.2 適宜的堿液濃度

脫硫醇裝置中的堿液濃度如果過高，會降低堿液與二硫化物的分離效率，使二硫化物過多地殘留在再生堿液中，從而提高了液化氣中的硫含量。但如果堿液濃度過低，又會浪費時間。所以應(yīng)該將堿液濃度控制在百分之十到百分之三十之間。

3.3 適宜的催化劑濃度

硫醇的化學(xué)反應(yīng)往往進(jìn)行得很緩慢，這就需要催化劑的催化作用來加快硫醇的反應(yīng)。只有當(dāng)催化劑的濃度足夠時，才能高效率地讓脫硫醇裝置中的反應(yīng)快速進(jìn)行。但是如果催化劑的濃度過高，則會浪費原料。實踐表明，脫硫醇裝置中運用纖維膜脫硫技術(shù)時的最開始的催化劑濃度為200mg/kg最合適，每天應(yīng)該補充約500g的催化劑，目的是控制堿液中的催化劑濃度保持在150mg/ kg。

結(jié)語

總之，液化氣在我們的生活和工業(yè)生產(chǎn)中扮演著極為重要的角色，如果能讓液化氣更好地實現(xiàn)脫硫，一定會給我們的生活和工業(yè)生產(chǎn)帶來許多便利。而既然纖維膜脫硫技術(shù)順應(yīng)時代發(fā)展的潮流出現(xiàn)了，我們就要好好地利用它，當(dāng)然這需要政府和有關(guān)部門以及相關(guān)企業(yè)及企業(yè)的員工的共同參與。我們要相信，有了它對液化氣脫硫醇裝置的幫助，我們一定會獲得質(zhì)量更高的液化氣。

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