2023年,北京石油化工工程有限公司(简称:北油工程)“液相烃中二氧化硫吸附法高精度脱除新技术”荣获2023年度中国石油和化学工业联合会科技进步奖三等奖。该技术实现了碳四烷基化过程中得到的未转化液相异丁烷高价值转换和充分再利用,具有能耗低、精度高、产量大、可靠性强、附加值高的特点,具有广泛而深刻的安全、环保、经济与可持续发展的多重价值。
异丁烷可以作为异丁烷脱氢装置的原料,在碳四硫酸法烷基化过程中未转化的异丁烷出料中一般都含有微量的二氧化硫,会造下游异丁烷脱氢装置催化剂中毒失活,影响了异丁烷“变废为宝”的资源化价值。
为尽快破解这一产业链“卡点”问题,北油工程携手陕西延长石油(集团)有限责任公司炼化公司、中国石油大学(北京)组建创新联合体,“抱团式”攻坚该项技术难题。
化工行业一个新工艺的产生,过程极其繁琐漫长,从实验室到中试再到工业示范生产,通常要经过多轮试验和完善,最后才能产业化。项目实施过程中,项目合作团队面临许多问题和挑战,每走一步都是“摸着石头过河”。经研究发现,气相中SO2含量脱到1ppm以下相对容易,但进料是液相C4,需要汽化耗能,另外在脱除过程中C4有可能进入废碱液中,存在安全风险。因此,结合项目实际制定最优工艺路线成为突破的关键。通过对工艺流程和技术参数的对比、分析和优化,项目合作团队最终找到了全套工艺的突破和控制的关键点,确保了技术方案的可行性和稳定性。
历经多次研究论证,合作团队提出液相碳四吸附法脱SO2最大的优点是脱除精度高,吸附剂可以再生,是液相碳四脱硫的最佳选择。经6年协同创新、不懈攻关,成功开发出液相烃中二氧化硫吸附法高精度脱除新技术,此技术提供了一种液相烃中二氧化硫高吸附容量、高选择性、可再生的吸附剂,实现了碳四烷基化过程中得到的未转化液相异丁烷高价值转换和充分再利用。
该技术提高了异丁烷脱氢催化剂的寿命,降低单耗,使烯烃产量增加,显著改善了经济效益。为烷基化未转化C4利用,尤其是为异丁烷脱氢生产异丁烯提供了一种崭新的解决方案,填补了国内技术空白。
该技术成果获国家授权专利5件,发表论文4篇,构成了较为完整的自主知识产权体系。已在陕西延长石油(集团)有限责任公司延安石油化工厂建成1套碳四硫酸法烷基化过程中得到的未转化的异丁烷深度脱硫装置,装置处理能力15万吨/年。净化后的异丁烷作为30万吨/年丙烷/异丁烷脱氢装置生产烯烃的原料。该项目工业生产装置已稳定运行五年多时间,吸附剂寿命超过了四年。装置创造了良好效益,同时保护了异丁烷脱氢催化剂,实现了混合烷烃脱氢装置的稳定运行。
中国石油和化学工业联合会组织专家在对该项目成熟度成果鉴定时表示:本技术创新性强,核心技术处于国际先进水平。