一种三区带模拟移动床煤油吸附分离系统和方法与流程

本申请涉及吸附分离，特别涉及一种三区带模拟移动床煤油吸附分离系统和方法。

背景技术：

1、煤油是石油化工过程中一种常见石油产品，主要通过常减压蒸馏、催化裂化、加氢裂化及焦化等过程生产，其中富含的链烷烃可作为裂解增产烯烃原料，多环芳烃可作为生产btx的原料，而目前馏分油中芳烃和链烷烃的脱除主要依靠抽提和吸附两种工艺。cn1504443a阐述了通过固定床吸附分离脱除煤油中芳烃，得到贫芳烃煤油进入蒸汽裂解装置制三烯产品。该方法生产的贫芳烃煤油中芳烃含量≤5％，脱芳深度不够，并且固定床切换流程复杂，实际应用难度较大。cn1176990a提出采用n-甲基吡咯烷酮(nmp)抽提重瓦斯油中的芳烃和多环烷烃，抽余油作蒸汽裂解制乙烯的院料，而过程中抽提能耗较高。

2、近年，模拟移动床吸附分离技术可以有效将柴油中的芳烃和非芳烃分离，达到减油增化的目的。目前，模拟移动床以四区带为主，存在物料循环量大，装置能耗相对较高的弊端。三区带模拟移动床工艺中省去隔离区带和循环泵，节省能耗的同时提高固相利用率，减少系统死体积，在制糖和制药工程中广泛研究。如cn109785908a中采用异步切换三区带模拟移动床色谱系统将香兰素与异香兰素样品液分离，得到回收率、纯度均高于99.0％的香兰素和异香兰素；cn108129529a中以氨基填料为固定相，乙腈水溶液为流动相，将样品液经过三区带模拟移动床色谱分离体系进行分离得到甜菊苷和莱胞迪苷a，得到产品纯度高且溶剂消耗低。

3、可见，目前煤油的固定床工艺脱芳烃工艺复杂，抽提工艺脱芳能耗较高，而四区模拟移动床吸附分离技术可有效分离油品中的芳烃和非芳烃但仍存在循环量大的问题，尚无三区带模拟移动床应用于煤油吸附领域。

技术实现思路

1、本申请为了解决现有技术存在的脱芳深度低，操作复杂等问题，提供一种三区带模拟移动床煤油吸附分离系统和方法，该方法能耗低，提高了固定相的利用效率，同时也减少了系统的死体积，并且降低了抽出液产品被弱吸附组分污染的风险。

2、第一方面，本申请提供了一种三区带模拟移动床煤油吸附分离系统，是采用以下技术方案得以实现的。

3、一种三区带模拟移动床煤油吸附分离系统，包括模拟移动床吸附装置，模拟移动床吸附装置的抽余液出口和抽出液出口分别与精馏塔连接，精馏塔的解吸剂出口与解吸剂储罐连接，解吸剂储罐的出料口与模拟移动床吸附装置的解吸剂进口连接；

4、所述模拟移动床吸附装置为由依次串联的i区带、ii区带、iii区带组成开环三区带模拟移动床；所述i区带为吸附区，位于原料进口与抽余液出口之间；所述ii区带为精制区，位于抽出液出口与原料进口之间；所述iii区带为解吸区，位于解吸剂进口与抽出液出口之间；每个区带包括n根色谱柱，n≥1；每个吸附床层含有4股进出料管线以及控制阀门，4股进出料管线分别对应煤油原料、解吸剂、抽出液和抽余液。

5、进一步的，所述ⅰ区包括2～12根吸附柱，优选为2-8根吸附柱；所述ⅱ区、ⅲ区均包括1～6根吸附柱，优选为1-4根吸附柱。

6、第二方面，本申请提供了一种三区带模拟移动床煤油吸附分离方法，是采用以下技术方案得以实现的。

7、一种三区带模拟移动床煤油吸附分离方法，包括以下步骤：

8、s1.将煤油原料和解吸剂分别从模拟移动床吸附装置的原料进口和解吸剂进口进入模拟移动床吸附装置，对煤油原料中的芳烃和非芳烃组分进行吸附分离，并通过周期性切换进出料阀门实现模拟移动床连续吸附-再生工艺过程，在模拟移动床吸附装置的抽出液出口得到富芳烃组分和解吸剂，抽余液出口得到富非芳烃组分和解吸剂；

9、s2.将富芳烃组分和解吸剂、富非芳烃组分和解吸剂分别通过精馏塔回收解吸剂，最终得到芳烃和非芳烃产品。

10、进一步的，步骤s1中，煤油原料为直馏煤油馏分、二次加工煤油馏分或其混合物，馏程范围为140-280℃。

11、进一步的，步骤s1中，模拟移动床吸附装置中吸附剂床层温度为30～120℃，优选为40～100℃；吸附压力为0.1～1.5mpa，优选为0.3～1.0mpa。

12、进一步的，步骤s1中，模拟移动床吸附装置中煤油原料与解吸剂体积流量比例为1:(0.5～2)，优选为1:(0.7～1.4)。

13、进一步的，步骤s1中，模拟移动床吸附装置中切换时间为70～1500s，优选为100～1000s。

14、进一步的，步骤s1中，模拟移动床吸附装置中所用吸附剂为金属改性氧化铝、金属改性硅胶；改性金属为cu、ni、mo、mg、k、cr中的一种或几种。

15、进一步的，步骤s1中，解吸剂选用甲基环己烷、甲苯、异戊醇、乙苯、苯、叔丁醇、正己烷、环己烷、正庚烷、正辛烷中的一种或几种组合。

16、进一步的，步骤s2中，精馏塔塔板数为30-80，优选为45-65；精馏塔操作压力为0.01-0.1mpa，优选为0.02-0.06mpa；精馏塔回流比为0.5-3.0，优选为0.7-1.5。

17、本申请具有以下有益效果。

18、本发明煤油原料通过三区带模拟移动床工艺，进行芳烃和非芳烃的分离，得到高纯度产品，三区带模拟移动床抽出液产品中不含解吸剂情况下芳烃质量分数≥97％，抽余液产品中不含解吸剂情况下芳烃质量分数≤1％。另外，三区带模拟移动床工艺省去隔离区，提高固相利用率，减少系统死体积并且削弱抽余液产品被弱吸附组分污染的影响，提高产品纯度，大幅度提高经济效益。

技术特征：

1.一种三区带模拟移动床煤油吸附分离系统，其特征在于：包括模拟移动床吸附装置(1)，模拟移动床吸附装置(1)的抽余液出口和抽出液出口分别与精馏塔(2)连接，精馏塔(2)的解吸剂出口与解吸剂储罐(3)连接，解吸剂储罐(3)的出料口与模拟移动床吸附装置(1)的解吸剂进口连接；

2.根据权利要求1所述的一种三区带模拟移动床煤油吸附分离系统，其特征在于：所述ⅰ区包括2～12根吸附柱，所述ⅱ区、ⅲ区均包括1～6根吸附柱。

3.一种三区带模拟移动床煤油吸附分离方法，其特征在于：包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述一种三区带模拟移动床煤油吸附分离方法，其特征在于：步骤s1中，煤油原料为直馏煤油馏分、二次加工煤油馏分或其混合物，馏程范围为140-280℃。

5.根据权利要求3所述一种三区带模拟移动床煤油吸附分离方法，其特征在于：步骤s1中，模拟移动床吸附装置(1)中吸附剂床层温度为30～120℃，吸附压力为0.1～1.5mpa。

6.根据权利要求3所述一种三区带模拟移动床煤油吸附分离方法，其特征在于：步骤s1中，模拟移动床吸附装置(1)中煤油原料与解吸剂体积流量比例为1:(0.5～2)。

7.根据权利要求3所述一种三区带模拟移动床煤油吸附分离方法，其特征在于：步骤s1中，模拟移动床吸附装置(1)中切换时间为70～1500s。

8.根据权利要求3所述一种三区带模拟移动床煤油吸附分离方法，其特征在于：步骤s1中，模拟移动床吸附装置(1)中所用吸附剂为金属改性氧化铝、金属改性硅胶；改性金属为cu、ni、mo、mg、k、cr中的一种或几种。

9.根据权利要求3所述一种三区带模拟移动床煤油吸附分离方法，其特征在于：步骤s1中，解吸剂选用甲基环己烷、甲苯、异戊醇、乙苯、苯、叔丁醇、正己烷、环己烷、正庚烷、正辛烷中的一种或几种组合。

技术总结
本发明公开了一种三区带模拟移动床煤油吸附分离系统和方法。将煤油原料和解吸剂分别从模拟移动床吸附装置的原料进口和解吸剂进口引入，对芳烃和非芳烃组分进行分离。通过周期性切换进出料阀门实现模拟移动床连续吸附‑再生过程。在模拟移动床抽出液出口得到富芳烃组分和解吸剂，抽余液出口得到富非芳烃组分和解吸剂。随后将富芳烃组分和解吸剂、富非芳烃组分和解吸剂分别通过精馏塔切割回收解吸剂，最终得到芳烃和非芳烃产品。与现有吸附分离工艺相比，本发明通过工艺改进，省去了循环泵的使用，显著提高了产品纯度，其实际应用将有助于企业提升经济效益，实现油品向化学品的高效转化。

技术研发人员：陈自浩,郭春垒,王克富,赵云,胡智中,汪洋,李滨,庞皓,马明超,赵闯
受保护的技术使用者：中海油天津化工研究设计院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16