一种脱硫吸附剂的再生系统和脱硫吸附剂的再生方法与流程

本发明涉及炼化领域，具体地，涉及一种脱硫吸附剂的再生系统和脱硫吸附剂的再生方法。

背景技术：

近年来，随着汽车工业的发展和汽车持有量的增加，汽车尾气排放的有害物(sox、co、nox、voc和pm)对大气的污染日益为人们所重视，各国对车用汽油规格如氧含量、蒸汽压、苯含量、芳烃总含量、沸点、烯烃含量及硫含量等指标日益提高。降低成品车用汽油的硫和烯烃含量，可有效地减少汽车尾气中有害物的排放量。因此，国家不仅制定了日益严格的《汽车尾气排放标准》，并对车用燃油(汽油、柴油)中的有害物(硫、烯烃、芳烃/多环芳烃)及相关的质量控制指标提出了更高的要求。汽油中的硫和烯烃基本上都是来自催化裂化汽油组分，其特点是硫含量高，烯烃含量高，且随着催化裂化加工原料的重质化，将使其汽油中的硫和烯烃含量进一步提高，从而导致成品车用汽油中的硫含量提高，直接增加汽车尾气中的sox排放，使汽车尾气转化器中催化剂中毒，并导致汽车尾气排放出的co、nox和voc增加。

催化汽油吸附脱硫技术是采用吸附的原理脱除催化汽油中的硫，汽油产品含硫低、辛损小、液收高，技术比较先进。而且该技术在世界上已有成熟的工业化装置运行经验，因此技术可靠性值得肯定。该技术可以直接处理全馏分催化石脑油，而且氢耗少，装置能耗和操作费用比采用选择性加氢技术要低，因此经济性具有优势。

催化汽油吸附脱硫装置(szorb)消耗的能源主要有电、蒸汽、燃料气 等。其中，电力主要用于泵、往复式压缩机、空冷和电加热器等设备的驱动。蒸汽主要用于稳定塔底重沸器、再生取热系统和仪表伴热。燃料气作为原料加热炉燃料，主要来自本装置稳定塔顶不凝气，塔顶不凝气不足时，补充全厂的高压瓦斯。装置97.94％的能耗集中于电、蒸汽和燃料气的消耗。由此可见，降低电、蒸汽和燃料气的耗能成为吸附脱硫装置节能降耗的关键。

现有的脱硫吸附剂的再生系统中，再生器接收器的取热介质通常为饱和蒸汽。用饱和蒸汽取热，不仅成本高，并且，采用饱和蒸汽取热容易造成再生器接收器的取热部件泄露导致吸附剂结块，存在导致再生系统被迫停工的隐患。

技术实现要素：

本发明的目的是解决如何平衡吸附剂再生系统的热量以及避免吸附剂结块的问题，提供一种脱硫吸附剂的再生系统和脱硫吸附剂的再生方法。

本发明的发明人在研究中发现，脱硫系统中还包括一个热氮系统，此系统如图2所示，常温的1mpa氮气经过减压阀降压至0.6mpa后，经过氮气电加热器8加热至200℃，然后去各热氮消耗点。

本发明的发明人意外发现，将吸附剂再生系统中的再生器接收器的取热介质由饱和蒸汽换成氮气，并使取热后的氮气进入热氮系统，不仅可以减少取热介质的成本，防止由于取热部件中的水蒸气泄露造成吸附剂结块，还可以降低氮气电加热器的负荷，达到意想不到的节能降耗的效果。

为此，本发明提供了一种脱硫吸附剂的再生系统，其中，该系统包括再生器、再生器接收器和氮气电加热器，所述再生器与所述再生器接收器连通，所述再生器接收器内设置有取热部件，所述取热部件用于传输氮气，并且所述取热部件的氮气出口与所述氮气电加热器连通。

本发明还提供了一种脱硫吸附剂的再生方法，该方法在包括再生器、再 生器接收器和氮气电加热器的再生系统中实施，该方法包括：待生脱硫吸附剂在再生器中进行再生反应，并使再生后的脱硫吸附剂进入所述再生器接收器，其中，用氮气对所述再生器接收器中的脱硫吸附剂进行取热，并将取热后的氮气通入所述氮气电加热器中进行加热。

本发明具有以下优点：

(1)节约饱和蒸汽，降低取热介质的成本；

(2)降低氮气电加热器负荷，降低系统电费；

(3)消除了由于取热部件泄露导致吸附剂结块，从而导致再生系统被迫停工的隐患。

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是本发明的一种实施方式的脱硫吸附剂的再生系统的示意图；

图2是热氮系统的示意图。

附图标记说明

1再生器进料罐；2再生器；

3再生器接收器；4冷凝水罐；

5再生烟气冷却器；6再生空气预热器；

7氮气供给装置；8氮气电加热器；

91压力控制阀a；92压力控制阀b。

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。

本发明提供了一种脱硫吸附剂的再生系统，如图1所示，其中，该系统包括再生器2、再生器接收器3和氮气电加热器8，所述再生器2与所述再生器接收器3连通，所述再生器接收器3内设置有取热部件，所述取热部件用于传输氮气，并且所述取热部件的氮气出口与所述氮气电加热器8连通。

所述再生器2内设置有旋风分离器(图中未示出)，再生反应后的物料经旋风分离器将再生烟气和脱硫吸附剂分离，所述再生烟气从所述再生器2的顶部出口排出，所述脱硫吸附剂通过冷氮气提升到所述再生器接收器3中，所述取热部件中的氮气取走所述脱硫吸附剂的热量。所述取热部件中的氮气来自系统氮源，例如可以来自氮气供给装置7，所述氮气供给装置7输出的至少部分氮气进入所述取热部件。

本发明中，对再生器接收器3内的取热部件的选择没有特别的限定，可以为本领域常规的选择，例如可以为取热盘管。

所述再生器2中的物料发生再生反应后，所述物料温度升高，为了降低所述物料温度，本发明中，所述系统还可以包括冷凝水罐4，且所述再生器2内设置有冷却部件，所述冷凝水罐4通过底部的冷凝水出口向所述冷却部件输送冷凝水，所述冷却部件的出口与所述冷凝水罐4连通，使得从所述冷却部件排出的物流返回至所述冷凝水罐4中。

本发明中，对所述再生器2内的冷却部件的选择没有特别的限定，可以为本领域常规的选择，例如可以为冷却盘管。

本发明中，对所述冷凝水罐4中的冷凝水没有特别的限定，但是为了防止所述再生器2中的冷却部件由于长期使用而氧化结垢，优选情况下，所述冷凝水为除氧水。

所述冷凝水罐4内设置有气液分离器(图中未示出)，冷凝水在所述再生器2中的冷却部件取热后部分汽化，部分汽化后的物流进入所述冷凝水罐4内的气液分离器进行气液分离，分离出的蒸汽从所述冷凝水罐4顶部排出。所述冷凝水罐4的压力为0.3-0.5mpa，当罐内压力超过设定值时，打开压力控制阀a91将蒸汽直接排放到大气或送至低压蒸汽管网，当罐内压力低于设定值时，打开压力控制阀b92向冷凝水罐4中补加1.0mpa蒸汽。

从所述再生器2顶部排出的再生烟气含有大量热量，为了避免所述再生烟气的热量直接排放而造成浪费，本发明中，所述系统还可以包括再生烟气冷却器5，从所述再生器2顶部排出的再生烟气与从所述冷凝水罐4排出的蒸汽在所述再生烟气冷却器5中进行热交换。热交换后的蒸汽吸取了所述再生烟气中的大部分热量。

为了充分利用在所述再生烟气冷却器5中进行热交换后的蒸汽的热量，降低整个系统的能耗，本发明中，所述系统还可以包括再生空气预热器6，经过所述再生烟气冷却器5换热后的蒸汽与待输入所述再生器2中的再生空气在所述再生空气预热器6中进行热交换。

按照本发明的一种优选的实施方式，如图1所示，所述再生系统包括：再生器进料罐1、再生器2、再生器接收器3、冷凝水罐4、再生烟气冷却器5、再生空气预热器6、氮气供给装置7、氮气电加热器8、压力控制阀a91和压力控制阀b92。所述再生器进料罐1与所述再生器2连通，热氮气将所述再生器进料罐1中的待生脱硫吸附剂提升到所述再生器2中，所述再生器2与所述再生器接收器3连通，冷氮气将所述再生器2中再生后的脱硫吸附剂提升到所述再生器接收器3中；所述氮气供给装置7与所述再生器接收器3中的取热部件连通，所述氮气供给装置7输出的至少部分氮气到所述再生器接收器3内的取热部件中，所述再生器接收器3中的取热部件与氮气电加热器8连通，在所述再生器接收器3内的取热部件中取热后的氮气进入所述 氮气电加热器8中进行加热，加热后的氮气输送到各热氮消耗点，例如至少部分加热后的氮气用于将所述待生脱硫吸附剂提升至所述再生器2中；除氧水进入所述冷凝水罐4，在所述冷凝水罐4内保持稳定的液位(例如，40-60体积％)，所述冷凝水罐4与所述再生器2中的冷却部件连通，所述冷凝水罐4通过底部的冷凝水出口向所述再生器2中的冷却部件输送冷凝水，所述冷却部件中的冷凝水受热部分汽化，水汽通过循环返回到冷凝水罐4进行气液分离，所述冷凝水罐4与再生烟气冷却器5连通，所述冷凝水罐4分离出的蒸汽与从所述再生器2排出的再生烟气在所述再生烟气冷却器5中进行热交换，所述再生烟气冷却器5与所述再生空气预热器6连通，与所述再生烟气热交换后的蒸汽在所述再生空气预热器6中与待输入所述再生器2中的再生空气进行热交换；所述冷凝水罐4分别与所述压力控制阀a91和所述压力控制阀b92连通，通过所述压力控制阀a91和所述压力控制阀b92控制所述冷凝水罐4的压力为0.3-0.5mpa。

本发明还提供了一种脱硫吸附剂的再生方法，该方法在包括再生器2、再生器接收器3和氮气电加热器8的再生系统中实施，该方法包括：待生脱硫吸附剂在再生器2中进行再生反应，并使再生后的脱硫吸附剂进入所述再生器接收器3，其中，用氮气对所述再生器接收器3中的脱硫吸附剂进行取热，并将取热后的氮气通入所述氮气电加热器8中进行加热。

待生脱硫吸附剂与再生空气在所述再生器2中发生再生反应后，所述再生器2中的物料温度升高，为了降低物料温度，本发明中，所述方法还可以包括：在所述再生反应的过程中，用冷凝水对所述再生器2内的物料进行冷却，并使所述冷凝水加热至至少部分汽化。

本发明中，对所述冷凝水罐4中的冷凝水没有特别的限定，优选情况下，所述冷凝水为除氧水。

从所述再生器2排出的再生烟气携带着大量的热量，为了充分利用这一 部分热量，本发明中，所述方法还可以包括：将所述冷凝水经加热后形成的物流进行气液分离，并使分离出的蒸汽与从所述再生器2排出的再生烟气进行热交换。所述热交换后的蒸汽吸取了所述再生烟气的大部分热量。

为了充分利用与所述再生烟气进行热交换后的蒸汽中的热量，本发明中，所述方法还可以包括：将与所述再生烟气热交换后的蒸汽再与待输入所述再生器2中的再生空气进行热交换。

本发明中，对所述再生器接收器3中的脱硫吸附剂进行取热的氮气的压力没有特别的限定，只要能使脱硫吸附剂再生系统稳定运行即可。优选情况下，用于对所述再生器接收器3中的脱硫吸附剂进行取热的氮气的压力为0.5-0.7mpa。所述压力是指表压。

本发明中，经过所述氮气电加热器8加热后得到的热氮气进入各热氮消耗点，例如经过所述氮气电加热器8加热后得到的热氮气至少部分用于将所述待生脱硫吸附剂提升至所述再生器2中，所述热氮气的用量可以根据实际操作条件确定。

根据本发明的一种优选的实施方式，如图1所示，再生器进料罐1中的待生脱硫吸附剂通过热氮气提升输送到再生器2中，所述待生脱硫吸附剂在所述再生器2中与再生空气进行再生反应，再生后的脱硫吸附剂通过冷氮气提升到再生器接收器3中；氮气供给装置7输出的至少部分氮气到所述再生器接收器3内的取热部件中，用氮气对所述再生器接收器3中的脱硫吸附剂进行取热，取热后的氮气进入氮气电加热器8中进行加热，加热后的氮气输送到各热氮消耗点，例如至少部分加热后的氮气用于将所述待生脱硫吸附剂提升至所述再生器2中；除氧水进入冷凝水罐4，在所述冷凝水罐4内保持稳定的液位(例如，40-60体积％)，所述冷凝水罐4的压力控制在0.3-0.5mpa，所述冷凝水罐4通过底部的冷凝水出口向所述再生器2中的冷却部件输送冷凝水，所述再生器2中的待生脱硫吸附剂向所述冷却部件中的冷凝水传热以 减少所述再生器2中的热量，所述冷却部件中的冷凝水受热部分汽化，水汽通过循环返回到所述冷凝水罐4进行气液分离，分离出的蒸汽与从所述再生器2排出的再生烟气进行热交换，与所述再生烟气热交换后的蒸汽再与待输入所述再生器2中的再生空气进行热交换。

本发明中，除特别说明之外，本发明中所述冷氮气为相对于所述热氮气的常温氮气。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例在图1所示的系统中实施。

实施例1

再生器进料罐1中的待生脱硫吸附剂通过热氮气提升输送到再生器2中，所述待生脱硫吸附剂在所述再生器2中与再生空气进行再生反应，再生后的脱硫吸附剂通过冷氮气提升到再生器接收器3中；氮气供给装置7输出0.6mpa氮气到所述再生器接收器3内的取热部件中，用氮气对所述再生器接收器3中的脱硫吸附剂进行取热，取热后的氮气进入所述氮气电加热器8中进行加热，部分加热后的氮气用于将所述待生脱硫吸附剂提升至所述再生器2中；除氧水进入冷凝水罐4，在所述冷凝水罐4内保持40％的液位，所述冷凝水罐4的压力控制在0.4mpa，所述冷凝水罐4通过底部的冷凝水出口向再生器2中的冷却部件输送冷凝水，再生器2中的待生脱硫吸附剂向所述冷却部件中的冷凝水传热以减少所述再生器2中的热量，所述冷却部件中的冷凝水受热部分汽化，水汽通过循环返回到冷凝水罐4进行气液分离，分离出的蒸汽与从所述再生器2排出的再生烟气进行热交换，与所述再生烟气热交换后的蒸汽再与待输入所述再生器2中的再生空气进行热交换。

实施例2

再生器进料罐1中的待生脱硫吸附剂通过热氮气提升输送到再生器2中，所述待生脱硫吸附剂在所述再生器2中与再生空气进行再生反应，再生后的脱硫吸附剂通过冷氮气提升到再生器接收器3中；氮气供给装置7输出0.5mpa氮气到所述再生器接收器3内的取热部件中，用氮气对所述再生器接收器3中的脱硫吸附剂进行取热，取热后的氮气进入所述氮气电加热器8中进行加热，部分加热后的氮气用于将所述待生脱硫吸附剂提升至所述再生器2中；除氧水进入冷凝水罐4，在所述冷凝水罐4内保持60％的液位，所述冷凝水罐4的压力控制在0.3mpa，所述冷凝水罐4通过底部的冷凝水出口向再生器2中的冷却部件输送冷凝水，再生器2中的待生脱硫吸附剂向所述冷却部件中的冷凝水传热以减少所述再生器2中的热量，所述冷却部件中的冷凝水受热部分汽化，水汽通过循环返回到冷凝水罐4进行气液分离，分离出的蒸汽与从所述再生器2排出的再生烟气进行热交换，与所述再生烟气热交换后的蒸汽再与待输入所述再生器2中的再生空气进行热交换。

实施例3

再生器进料罐1中的待生脱硫吸附剂通过热氮气提升输送到再生器2中，所述待生脱硫吸附剂在所述再生器2中与再生空气进行再生反应，再生后的脱硫吸附剂通过冷氮气提升到再生器接收器3中；氮气供给装置7输出0.7mpa氮气到所述再生器接收器3内的取热部件中，用氮气对所述再生器接收器3中的脱硫吸附剂进行取热，取热后的氮气进入所述氮气电加热器8中进行加热，部分加热后的氮气用于将所述待生脱硫吸附剂提升至所述再生器2中；除氧水进入冷凝水罐4，在所述冷凝水罐4内保持50％的液位，所述冷凝水罐4的压力控制在0.5mpa，所述冷凝水罐4通过底部的冷凝水出口向再生器2中的冷却部件输送冷凝水，再生器2中的待生脱硫吸附剂向所 述冷却部件中的冷凝水传热以减少所述再生器2中的热量，所述冷却部件中的冷凝水受热部分汽化，水汽通过循环返回到冷凝水罐4进行气液分离，分离出的蒸汽与从所述再生器2排出的再生烟气进行热交换，与所述再生烟气热交换后的蒸汽再与待输入所述再生器2中的再生空气进行热交换。

对比例1

再生器进料罐1中的待生脱硫吸附剂通过热氮气提升输送到再生器2中，所述待生脱硫吸附剂在所述再生器2中与再生空气进行再生反应，再生后的脱硫吸附剂通过冷氮气提升到再生器接收器3中；除氧水进入冷凝水罐4，在所述冷凝水罐4内保持40％的液位，所述冷凝水罐4的压力控制在0.4mpa，所述冷凝水罐4通过底部的冷凝水出口向再生器2中的冷却部件输送冷凝水，再生器2中的待生脱硫吸附剂向所述冷却部件中的冷凝水传热以减少所述再生器2中的热量，所述冷却部件中的冷凝水受热部分汽化，水汽通过循环返回到冷凝水罐4进行气液分离，分离出的一部分蒸汽进入再生器接收器3的取热部件中，对所述再生器接收器3中的脱硫吸附剂进行取热，取热后的蒸汽放空，另一部分蒸汽与从所述再生器2排出的再生烟气进行热交换，与所述再生烟气热交换后的蒸汽再与待输入所述再生器2中的再生空气进行热交换。

由上述实施例和对比例的比较可知，本发明所述方法可以节约蒸汽，降低蒸汽的消耗量，并且，本发明中再生器接收器的取热介质为氮气，可以避免由于取热部件泄露导致脱硫吸附剂结块，同时，本发明中氮气在再生器接收器取热的过程也是氮气的预加热过程，可以降低氮气电加热器的负荷。

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。