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(shí)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(guò)程中，常常由于裂化、焦化等過(guò)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(duì)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(yùn)而生。本文將對(duì)纖維膜脫硫技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)介并且對(duì)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(jiǎn)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(guò)內(nèi)部的特殊液膜的平面互相接觸的方式來(lái)實(shí)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(guò)程中，接觸器內(nèi)壁對(duì)堿液的吸附力大于烴類化合物，堿液會(huì)沿著接觸器內(nèi)壁的路徑而變化流動(dòng)，而網(wǎng)狀的內(nèi)壁路徑最終讓堿液在流動(dòng)過(guò)程中不斷拉伸，繼而形成薄膜狀，這就實(shí)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(dòng)緩慢，并且由于堿液對(duì)金屬纖維網(wǎng)的附著，烴類化合物在流動(dòng)時(shí)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?yàn)閴A液和烴類化合物在接觸器的流動(dòng)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(duì)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(gè)：

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(yùn)用纖維膜技術(shù)的具體流程

液化氣脫硫醇裝置中運(yùn)用纖維膜技術(shù)主要分為兩個(gè)過(guò)程脫硫醇過(guò)程和堿液再生過(guò)程。

2.2.1 脫硫醇過(guò)程

在脫硫醇過(guò)程中，會(huì)先用醇胺法去除大部分的硫化氫，這是最先的脫硫過(guò)程。經(jīng)過(guò)脫硫后的液化氣會(huì)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(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而此時(shí)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(guò)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(huì)先進(jìn)入到纖維膜接觸器中去，在內(nèi)部水會(huì)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(guò)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(lái)。

2.2.2 堿液再生過(guò)程

脫硫醇裝置中的第二個(gè)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(guò)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(gè)過(guò)程后堿液便與抽提溶劑分離。但堿液需要通過(guò)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(yùn)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(duì)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(yùn)用纖維膜脫硫技術(shù)對(duì)環(huán)境溫度有一定的要求，控制反應(yīng)時(shí)間相同時(shí)，溫度升高會(huì)加快脫硫醇裝置中的氧化反應(yīng)。但溫度如果過(guò)高會(huì)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(gè)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(guò)高，會(huì)降低堿液與二硫化物的分離效率，使二硫化物過(guò)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(guò)低，又會(huì)浪費(fèi)時(shí)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(lái)加快硫醇的反應(yīng)。只有當(dāng)催化劑的濃度足夠時(shí)，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(guò)高，則會(huì)浪費(fèi)原料。實(shí)踐表明，脫硫醇裝置中運(yùn)用纖維膜脫硫技術(shù)時(shí)的最開(kāi)始的催化劑濃度為200mg/kg最合適，每天應(yīng)該補(bǔ)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(yǔ)

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(shí)現(xiàn)脫硫，一定會(huì)給我們的生活和工業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)許多便利。而既然纖維膜脫硫技術(shù)順應(yīng)時(shí)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(duì)液化氣脫硫醇裝置的幫助，我們一定會(huì)獲得質(zhì)量更高的液化氣。

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