(1) 脱水。混合丁烷中水含量为600× 10^-6~800× 10^-6, 为了保持QSJ-01型COS脱除剂和SQ108型常温吸附剂活性和寿命, 在常温和一定压力条件下, 采用固体碱脱出醚后中的水, 同时也可吸收部分COS、硫醇和CO₂, 形成的硫化物等物质进入水层排出。固体碱可使醚后中水含量降至小于100× 10^-6, 满足QSJ-01羰基硫脱除剂要求。

(2) COS脱除剂。COS脱除剂以活性氧化铝为载体, 浸渍碱金属和碱土金属, 脱除COS主要通过吸附作用、催化氧化作用和催化转化作用实现。吸附作用是借助活性氧化铝表面的自由力场, 通过活性氧化铝与COS之间的分子力而产生的一种物理吸附; 催化氧化法是在氧存在下, COS在活性氧化铝表面进行氧化反应; 催化转化法是通过在活性氧化铝中加入碱金属和碱土金属, 加速COS水解转化为硫化氢后被活性氧化铝吸附。

(3) 脱硫。精脱硫塔内使用铜改性分子筛和高效脱硫剂脱除醚后中硫醇、二硫化物和硫醚, SQ108型常温吸附剂以分子筛为主, 经铜改性制成, 具有较大的比表面积和规整的孔结构, 脱硫活性很高, 脱硫后混合丁烷中总硫含量小于1× 10^-6。

QSJ-01型COS脱除剂和SQ108型常温吸附剂均具有一定的硫容量, 硫容质量分数约2%时, 脱硫能力开始下降, 此时应更换脱除剂和吸附剂。

常温液态混合丁烷精脱硫工艺流程见图1。

图 1

Figure 1

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	图 1 常温液态混合丁烷精脱硫工艺流程Figure 1 Deep desulfurization process of liquid mixed butane at room temperature

液态混合丁烷自下部进入固体碱塔, 混合丁烷中含有的微量水分被固体碱吸收。固体碱床层不断吸收水分后形成液体碱, 并在固体碱塔底部积累, 当积累的碱水液面超过塔底液面量程一半时, 将塔底部的含碱水排放至贮罐中外送。

固体碱也可吸收部分COS和CO₂, 生成的硫化钠等物质进入水层排出。为保证脱水效果, 根据固体碱塔下游混合丁烷中水含量分析结果及固体碱消耗情况补充固体碱。

来自固体碱塔顶部的液态混合丁烷自底部进入COS脱除塔, COS脱除塔内装填QSJ-01型COS脱除剂。在催化剂作用下, 吸附混合丁烷中的羰基硫和硫醇。混合丁烷自塔顶部排出, 送入精脱硫塔。

来自COS脱除塔的混合丁烷自塔底部进入精脱硫塔, 脱除二硫化物、硫醚和硫醇等含硫化合物后自塔顶部排出, 送入过滤器。

设置两台篮式过滤器, 一开一备。精脱硫后, 混合丁烷输送至下游装置。

固体碱、QSJ-01型COS脱除剂和SQ108型常温吸附剂的物化性质见表1。

表 1

Table 1

表 1(Table 1)

表 1 固体碱、QSJ-01型COS脱除剂和SQ108型常温吸附剂的物化性质 Table 1 Physicochemical properties of solid base, QSJ-01 COS remover and SQ108 type normal temperature adsorbent fine desulfurization sorbent for mixed butane 固体碱 QSJ-01 SQ108 外观 白色块状 白色球状 灰色球状 规格/mm ϕ 50× 100 ϕ 3× 5 ϕ 2× 3 堆积密度/kg· L-1 ~2.10 0.7~0.8 0.6~0.7 比表面积/m2· g-1 60 50.7 孔容/mL· g-1 0 ≥ 30 ω (NaOH)/% ≥ 99 — — 使用寿命/年 ≥ 1 ≥ 1

表 1 固体碱、QSJ-01型COS脱除剂和SQ108型常温吸附剂的物化性质 Table 1 Physicochemical properties of solid base, QSJ-01 COS remover and SQ108 type normal temperature adsorbent fine desulfurization sorbent for mixed butane

根据混合丁烷装置的生产要求, 主要设备需装填COS脱除剂和吸附剂, 装填数量见表2。

表 2

Table 2

表 2(Table 2)

表 2 主要脱硫设备及COS脱除剂和吸附剂装填量 Table 2 Main desulfurization equipments and loading amounts of COS remover and adsorbent 脱硫设备 规格/mm 设备数量/台 装填量/m3 固体碱 ϕ 2 200× 14 094 2 58 COS脱除塔 ϕ 2 200× 14 294 1 31 精脱硫塔 ϕ 3 000× 17 160 3 225 过滤器 ϕ 503× 2 005 2 —

表 2 主要脱硫设备及COS脱除剂和吸附剂装填量 Table 2 Main desulfurization equipments and loading amounts of COS remover and adsorbent

原料混合丁烷组成:ω (丙烷)=0.19%, ω (丙烯)=0.03%, ω (异丁烷)=33.74%, ω (正丁烷)=63.18%, ω (反-2-丁烯)=0.19%, ω (1-丁烯)=0.19%, ω (异丁烯)=0.07%, ω (顺-2-丁烯)=0.2%, ω (异戊烷)=2.2%。

混合丁烷中典型含硫化合物类型以及含量:COS为0.30× 10^-6, 甲硫醇为0.65× 10^-6, 乙硫醇为13.68× 10^-6, 甲硫醚为0.18× 10^-6。含硫化合物含量通常为4× 10^-6~16× 10^-6, 有时大于25× 10^-6, 且以乙硫醇为主。

工艺操作条件:压力(1.0~1.5) MPa, 温度40 ℃, 处理液相混合丁烷量13 000 kg· h^-1, 年操作时间8 000 h, 操作弹性60%~120%, 连续操作。