王佳群
克拉玛依鑫通远化工有限公司 新疆 834003
摘要：丙烯作为一种重要的化工原料，广泛应用于有机产品的合成。原料粗丙烯中含有硫杂质，由于聚合催化剂对硫较敏感，原料中的少量硫会导致催化剂中毒失活，硫杂质带入聚丙烯中也会影响产品质量。因此，有必要对高含硫粗丙烯进行精脱硫，使其总硫含量降至3mg/m3以下。基于此，本文详细论述了丙烯常温精脱硫剂的性能及应用。
关键词：液相丙烯；常温精脱硫剂；应用
丙烯作为化工原料广泛应用于聚丙烯生产中。硫是丙烯聚合过程中一种极其有害的杂质，不论是有机硫还是无机硫对反应都有害，特别是COS能终止聚合反应链。当硫含量较高时，催化剂活性降低，单釜投入量增加，产品质量差。同时，单釜产量低，原料中出现塑化块，严重时会粘釜甚至不反应。因此必须对粗丙烯进行精脱硫。
一、丙烯简介
丙烯是一种有机化合物，分子式为C3H6，为无色、无臭、稍带有甜味的气体；易燃，燃烧时会产生明亮的火焰，在空气中的爆炸极限是2%～11%。丙烯是三大合成材料的基本原料之一，其用量最大的是生产聚丙烯。与其它烯烃相比，在同样温度时丙烯的传递性质比乙烯要低，而比丁烯要高。液态时，在相同温度和各自沸点温度下，丙烯比丁烯或更重烯烃具有较高的粘度、表面张力和密度。
二、常温液态丙烯精脱硫工艺及设备概况
1、丙烯脱硫原理。原料丙烯中的水和硫等杂质会对乙基铝及氯化钛催化剂体系造成毒害。因此为了获得好的聚合催化效果，需对丙烯中的硫化物进行深度脱除。其精制原理为：
1)脱水。经炼油厂气体分离装置得到的丙烯中水含量为200～400ppm，为保护COS水解催化剂的活性及寿命，在常温、一定压力下用固体碱脱除丙烯中的水，同时，它还能吸收部分硫化氢、硫醇、CO2，形成的硫化钠等物质进入水层随水排出。固体碱可使丙烯的含水量降至150ppm下，以满足COS水解催化剂使用要求。
2)水解。水解剂可以把COS等有机硫转化为无机硫，催化剂由碱金属等组分浸渍改性的氧化铝基制成，在使用中应注意空速不宜过高。原料丙烯含水率应适当，含水量与COS的比值以2～10为佳，过低会降低COS转化率，过高的水分会占据氧化铝表面的活性位，甚至引起毛细管冷凝，从而使水解催化剂失活。
3)脱硫。在精脱硫塔中，采用氧化锌脱硫剂脱除丙烯中的无机硫(H2S)，常温氧化锌脱硫剂以活性氧化锌为主，加入助催化剂成分及专用粘结剂制成。因此，它具有较大的比表面积及丰富的孔结构，在室温下具有较高的活性，除脱除丙烯中的H2S外，还可脱除其他无机硫。
水解剂及脱硫剂都有一定的硫容量。当硫容量(质量分数)达到2%左右时，脱硫效果开始下降，此时应更换水解剂及脱硫剂。
2、常温液态丙烯精脱硫常规工艺流程。如图1所示。
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1固碱塔 2水解塔 3精脱硫塔 4过滤器
液态丙烯从下侧进入固碱塔，固碱塔设有由片状碱组成的床层。丙烯中的微量水分被床层吸收，丙烯从塔顶排出进入水解塔。水解塔内装有A911型水解催化剂。丙烯中的羰基硫经床层后被转化为H2S。丙烯从塔顶排出，送入氧化锌脱硫塔，在精脱硫塔，脱除其中的H2S等杂质。
3、催化剂的性质、装填及使用条件
1)催化剂的理化性质。精脱硫装置采用A911型水解剂及Z919B型常温脱硫剂。A911型水解剂、Z919B脱硫剂的理化性能如表1所示。
表1
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3)水解催化剂、脱硫剂装填方法
①装填催化剂前，应将脱硫塔清洗干净，其底部用固体隔栅支撑，并在栅板上铺设一层约2mm的不锈钢丝网，防止催化剂堵塞支撑板上的孔。再铺设厚度为40cm、直径约10mm的瓷球，再在瓷球上铺设一层孔径约2mm的不锈钢丝网。
②瓷球装填完毕后，使用布袋（下落高度不大于50cm），将水解催化剂填到预定高度后，用木工具将催化剂压平，铺一层孔眼约2mm的不锈钢丝网和栅板。
4、丙烯硫含量、脱硫剂工艺操作参数及脱硫流程设计。
1)丙烯含硫。硫含量一般为40～50mg/m3，有时超过60mg/m3
2)工艺操作参数。处理液相丙烯6000kg/h，压力(G)1.0～1.5MPa，温度15～24℃（冬季要求气分外送丙烯温度>28℃），年操作时间8000h，操作弹性60～120%，连续操作。
3）由于原料丙烯的高硫现状，为满足生产需求，脱硫流程设计为两组水解脱硫串联使用
三、应用效果
1、精脱硫工艺考核结果。精脱硫装置投运后，经检测出口硫化物含量小于3mg/m3，达到应用试验的技术指标。实验结果如下：
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结果表明，丙烯中总硫含量在40～50mg/m3间时，精脱硫后丙烯中总硫含量低于设计值(3mg/m3)。其试验结果符合技术要求。在实际生产中，出口未发现水解剂及氧化锌脱硫剂粉末，表明该催化剂具有良好的物化性能，能满足生产要求。
2、间接效益。使用串联丙烯精脱硫系统后，丙烯质量满足了生产需要，保证了聚丙烯装置的平稳运行及催化剂的活性，产品质量进一步提高。因此，改造后的脱硫流程能产生可观的间接效益。
综上所述，丙烯原料中的硫、水等杂质易使乙基铝及氯化钛催化剂体系造成毒害，从而降低催化剂活性和使用寿命，并且会对设备造成腐蚀，污染环境，进而影响产品质量及产量。而采用常温液态丙烯精脱硫串联技术工业装置，针对高硫丙烯能一次开车成功，运行正常。另外，应用结果表明，串联精脱硫后丙烯总硫可降至3mg/m3以下，完全能满足聚丙烯生产对丙烯硫含量的要求。
参考文献：
[1]李速延.丙烯常温液相精脱硫剂的性能及应用[J].工业催化，2015(01)．
[2]张秀娟.常温液态丙烯精脱硫技术的工业应用[J].齐鲁石油化工,2016(04).