一种基于组合模拟移动床工艺实现油品中芳烃精细分离的方法

本发明属于油品中混合芳烃分离、提纯，具体涉及一种基于组合模拟移动床工艺实现油品中芳烃精细分离的方法技术。

背景技术：

1、对于我国炼油行业而言，原油质量较差，以重质油、劣质油为主，二次加工以催化裂化、焦化为主，而催化裂化柴油和焦化柴油中芳烃含量较高，导致柴油的十六烷值低，燃烧性能差，而柴油下游衍生物(芳烃、烯烃等)的需求增长速度远远高于成品油。如果能将柴油中各组分进行分离，得到高纯度的链烷烃、环烷烃、单环芳烃和多环芳烃，高纯度的芳烃可以作为优质的芳烃溶剂或优质的btx(苯、甲苯、二甲苯)增产原料，这不仅实现了柴油组分的分类管理，为柴油高效转化和准确加工提供原料，而且降低了炼厂的柴汽比，提高了企业的经济效益和社会效益。

2、分离得到的非芳烃可以作为优质的柴油调和组分，优质的烯烃增产原料；而高纯度的芳烃作为优质的芳烃溶剂或优质的btx(苯、甲苯、二甲苯)增产原料，必将有助于解决油品产能过剩与化工产能不足之间的矛盾，同时实现对柴油组分的分类管理。这不仅对于我国石化行业实现油品的提质增效，助推产业转型升级有着极为重要的意义。

3、工业上对于混合芳烃组分的分离的技术主要有精密蒸馏法、膜分离技术、吸附分离技术等，精密蒸馏法利用各组分沸点的差异实现分离提纯，但其分离馏分较窄且工艺复杂、操作难度较。膜分离技术主要是利用不同组分通过膜时扩散系数的差异实现混合组分的分离，虽然具有低能耗、工艺简单等优点，但是分离膜的制作较为复杂、成本较高、很难实现高通量与高选择性的平衡，制约了其工业应用。cn107774143a公开了一种用于分离芳烃/烷烃的水滑石管式杂化膜及其制备方法，其所制备的杂化膜用于渗透汽化领域芳烃/烷烃的分离。渗透汽化膜性能为：渗透通量为400～600g·m-2·h-1，透过液中甲苯含量为70％左右，分离因子为2～5。表现出较好的分离性能，具有潜在的应用前景。

4、采用现有的吸附分离技术存在芳烃组分和非芳烃组分产品纯度低，解吸剂用量大，目标产物收率低等问题。cn109022020a公开了一种柴油多组分吸附分离的方法，采用芳烃吸附剂金属改性mcm-41分子筛吸附单环和多环芳烃组分，得到环烷烃组分，以甲基环己烷为解吸剂该方法吸附温度为25～150℃，吸附压力为0.1～2.0mpa，脱附温度为50～200℃，脱附压力为0.1～1.5mpa，吸附分离后链烷烃组分链烷烃含量85％以上，环烷烃组分中环烷烃含量95％以上，单环芳烃组分中单环芳烃含量95％以上，多环芳烃组分中多环芳烃含量90％以上。cn 109022020b采用抽提与吸附相结合方法分离芳烃，其中采用硅胶为吸附剂，以烷基苯为解吸剂，吸附分离芳烃化合物，该吸附方法吸附温度60～100℃，解吸温度10～50℃，解吸时间20～60min，吸附分离后柴油组分芳烃含量降低至20％以下，分离出的芳烃组分芳烃含量大于90％。

5、目前，关于油品中混合芳烃组分的精细分离的相关报道较少。本发明中吸附分离技术分离出的非芳烃组分不仅可以作为优质的柴油调和组分还可以当作优质的烯烃增产原料，当然也可以作为非芳溶剂直接销售。分离得到的高纯单环芳烃可以作为重芳烃轻质化的优质原料；多环芳烃可以调入高芳溶剂油进行销售。

技术实现思路

1、有鉴于此，为了克服现有技术的不足，本发明的本发明提供一种基于模拟移动床工艺实现油品中多组分芳烃精细分离的方法。该方法采用活性炭、分子筛或者金属改性材料作为芳烃吸附剂，并经过三次模拟移动床装置实现单环芳烃、双环芳烃及三环芳烃的精细分离。本发明具有环保无污染、反应条件温和、投资少，能耗低、易控制等特点。

2、本发明技术方案如下。

3、一种基于组合模拟移动床工艺实现油品中芳烃精细分离的方法，包括组合模拟移动床的分离方法以及所在床层内的功能性吸附材料且每个吸附柱中都填充有功能性吸附材料，所述功能性吸附材料包括活性炭、分子筛或者金属改性材料中的一种以上；

4、其步骤为：采用三个相互串联的模拟移动床吸附装置，其中三个模拟移动床装置均为四区模拟移动床吸附装置，包括吸附i区、隔离ⅳ区、解吸ⅲ区和精制ⅱ区，每个吸附床层含有进出料管线以及周期性切换阀门，各自通过循环泵形成闭合环路(见附图1)。

5、含芳烃油品首先经过一次模拟移动床，吸附分离油品中的芳烃组分，得到高纯的混合芳烃和非芳烃两大类。然后高纯的混合芳烃组分经过第二及第三模拟移动床装置，分别吸附单环、双环、三环芳烃组分，进而高效地实现油品中多组分芳烃的精细分离。

6、进一步地，所述模拟移动床装置顺着物料流动方向依次为吸附i区、隔离ⅳ区、解吸ⅲ区和精制ⅱ区，每个区域至少分配1个吸附柱；其中吸附i区采用芳烃吸附剂吸附油品中的芳烃组分，得到高纯的混合芳烃和非芳烃两大类；每个吸附柱配有一个多位阀门，多位阀门含有四股进出料管线，对应为原料、解吸剂、抽出液和抽余液；周期性切换各股物料阀门实现模拟移动床连续吸附-再生工艺过程。

7、进一步地，待处理油品为催化汽油、催化柴油、焦化汽油、焦化柴油、直馏汽油、直馏柴油中的一种以上。

8、进一步地，所述的吸附分离方法通过变换吸附床层的吸附剂类型和进料位置能够实现芳烃分离顺序的改变，包括先分离轻组分(单环芳烃)和先分离重组分(三环芳烃)两种流程。

9、进一步地，所述芳烃吸附剂为多孔碳材料或金属改性分子筛材料，改性金属为mg、ni、cu、k、co、cr、fe中的一种或多种，含量为0.5～10wt％，分子筛为nay、13x、mcm-41、zsm-5中的一种；三环芳烃吸附剂为多孔碳材料或其金属改性材料，所用改性金属为mg、ni、cu、mn、fe、cr、zn中的一种或几种，含量为0.5～10wt％；单环或双环芳烃吸附剂为金属改性分子筛材料或多孔碳材料中的一种，所述金属离子为mg、ca、ba、cu、ni、mn、zn、fe、co、cr中任意一种或两种金属离子，含量为0.5～10wt％。

10、进一步地，各模拟移动床内芳烃吸附剂间的组合能实现芳烃分离性能调节；即通过变换吸附床层的吸附剂类型和进料位置能够实现芳烃分离顺序的改变，如吸附区通过芳烃吸附剂先分离轻组分(单环芳烃)和先分离重组分(三环芳烃)两种，而解析区则经过解吸剂再生得到芳烃组分，再生后的吸附剂经过精制区再次循环使用，最终实现油品中芳烃的精细分离。

11、其中，解吸区所采用的解吸剂为甲苯、甲基环己烷、乙苯、正十二烷、乙基萘、环己烷中的一种以上。

12、进一步地，吸附i区吸附剂床层温度为20～150℃，吸附压力为0.1～2.0mpa；解吸ⅲ区中再生时床层温度为40～150℃，再生压力为0.1～2.0mpa，周期切换时间为200～1500s，混合芳烃原料与解吸剂质量流速比例为1:1.5～1:4；原料与循环量的体积流速比例为1:2～1:5。

13、进一步地，吸附分离物料的顺序基于第二及第三吸附床的吸附剂类型，分离顺序包括先分离重组分三环芳烃及先分离轻组分单环芳烃两种。

14、一种高效多孔碳基吸附剂在吸附分离油品中混合芳烃的应用，应用于富芳烃油品的芳烃回收；或者所述用途为用于富芳烃油品中的芳烃去除。

15、与现有技术相比，本发明具有以下优点：

16、1、本发明采用高效环保的模拟移动床工艺，通过三次smb装置可以吸附分离油品中的混合芳烃组分，本发明吸附和再生过程均在低温低压下进行，反应条件温和。具有环保无污染、能耗低、易控制等优点。

17、2、通过调节吸附床层吸附材料类型可以实现芳烃分离顺序的调节，大大提高了工艺对原料的适应性。且通过分离得到的高纯度单环芳烃可以作为重芳烃轻质化的优质原料；多环芳烃可以调入高芳溶剂油进行销售。目的通过以下技术方案实现。