优化芳烃抽提工艺操作条件

优化芳烃抽提工艺操作条件

叶忠祥 1 徐海龙 2

1.南京合创工程设计有限公司 江苏南京 210000 2.扬州苏美达国际贸易有限公司 江苏扬州 225100

【摘要】芳烃抽提工艺是多学科相互交融的复杂系统工程，本文总体分析在应用芳烃抽提过程中存在的主要问题，据此提出相应的处置思路，实现工艺的改进和优化，从而更好发挥芳烃抽提工艺相关装置易于操作、运行稳定的优势，从而使得其更好运用于芳烃抽提工艺中。

【关键词】芳烃抽提；环丁砜；热敏性

1芳烃抽提工艺

1.1芳烃抽提工艺发展情况

现阶段我国在应用芳烃抽提的过程中主要运用到了SED芳烃液-液抽提技术，而且在改进和优化的过程中使得该技术趋于成熟。现阶段在芳烃抽提过程中运用到的主要工艺法及其特点如表 1所示：

	Udex工艺法	Sulfolane工艺法	Carom工艺法
溶剂	甘醇类	环丁砜	TTEG四乙二醇溶剂
工艺法组成部分	抽提——抽提——蒸馏、水洗——水分分馏、溶剂再生	抽提塔、 抽余水洗塔、抽提回收塔、回收塔、水分馏塔以及溶剂 再生塔

表 1芳烃抽提主要工艺法

Udex是芳烃抽提的传统工艺法，但是随着科学技术的改进和更新，其已经无法很好满足现阶段对于芳烃抽提工艺的需求，因此Sulfolane工艺法被广泛运用，相较于传统的工艺法，其提高了芳烃的纯度和回收率同时降低了总能耗的特点，其环丁砜抽提工艺如图 1所示：

图 1Sulfolane工艺法抽提过程

1.2芳烃抽提生产过程中存在的问题

为了优化提高经济效益，环丁砜芳烃抽提工艺法在生产的过程中主要面对的问题有：抽提塔的萃取效率有待提高，汽提塔的操作稳定性，回收塔和汽提塔釜的萃取剂环丁砜热敏性等。

1.3芳烃抽提原理

芳烃在运用的过程中会和非芳烃形成共沸物，因此在抽提纯芳烃的过程中不能使用精馏的方法，采用抽提萃取的方法以实现芳烃的分离。现阶段以环丁砜抽提装置为主，环丁砜抽提运用的原理在于溶剂在芳烃抽提原料中对不同烃类组分有不同的溶解度，而且不同液相密度不同，经过分层可以实现芳烃和非芳烃的分离。

2芳烃抽提工艺改进与优化

2.1优化抽提塔的工艺操作条件

抽提塔是利用环丁砜作为萃取溶剂将原料中的芳烃组份溶解在环丁砜溶液中，不溶解的非芳烃和环丁砜溶液形成密度差进行分层后分离，在塔顶处分层分离出非芳烃。影响此过程溶解的因数有：操作温度和溶剂的量。因此抽提塔的操作温度和溶剂比是抽提塔较为关键的操作参数，决定抽提塔的分离效果的是贫溶剂操作温度和溶剂比。传统设计是贫溶剂返回提馏塔的温度一般为80～90℃，溶剂比一般控制在2.5左右。优化抽提塔工艺操作条件采取措施:

1）将贫溶剂返回提馏塔的温度控制在65℃能够使芳烃在溶剂中有更好的选择性和溶剂度。贫溶剂返塔操作温度不能过低，操作温度过低会影响加大后续汽提塔的热负荷。

2）将提馏塔的溶剂比一般控制在3左右，提高芳烃在溶剂中的溶解量提高回收率。溶剂比过高会加大溶剂回收的热负荷，不利于节能。

2.2优化汽提塔的工艺操作条件

抽提蒸馏塔（汽提塔）采用蒸馏的方法除去自抽提塔底来的富溶剂中含有部分的芳烃。因此塔顶和塔底温度是汽提塔的主要操作参数，塔顶温度操作不稳定主要问题。塔顶温度波动引起塔内气相符合变化较大，温度过高会引萃取剂跑料现象对整体装置运行产生影响。

优化汽提塔是工艺操作条件采取措施：控制原料中C5组份的含量。塔釜再沸器的材质选用不锈钢材质，利用溶剂再生排除废溶剂控制溶剂的酸值和氯离子含量防止腐蚀再沸器换热管引起塔釜温度升高。塔顶采用温度串级控制将塔顶温度控制在125℃左右，对于塔釜操作温度优化采用低压饱和蒸汽代替传统设计的中压蒸汽作为塔釜再沸热源和采用先进的塔釜控温系统控制塔釜温度在170℃防止环丁砜分解。防止塔系统起泡进料温度控制110℃左右同时注入消泡剂提高塔板效率。

2.3优化回收塔的工艺操作条件

回收塔采用蒸馏的方法回收溶剂中芳烃，由于溶剂环丁砜193℃时会分解塔釜操作温度受限制，塔的操作条件按照负压操作降低塔釜的操作温度。对于塔顶操作压力优化采用机械式真空泵代替传统设计的蒸汽喷射真空泵和采用先进的真空控制系统将塔顶压力维持在绝压47KPa以实现稳态操作和降低年操作费用。对于塔釜操作温度优化采用低压饱和蒸汽代替传统设计的中压蒸汽作为塔釜再沸热源和采用先进的塔釜控温系统控制塔釜温度在175℃防止环丁砜分解的目的。因此蒸馏回收芳烃的回收塔技术改进和优化的过程中塔顶的压力和塔釜的操作温度的选择时不仅需要考虑芳烃回收率还要考虑环丁砜溶剂的分解问题，根据优化的工艺操作条件在适合的回流比的情况下对回收塔进行整体优化设计达到经济效益的最大化。

2.4合理选择芳烃抽提萃取剂

改进芳烃抽提工艺关键是选择合理的萃取剂，萃取剂的选择在很大程度上影响着整个抽提体系的运行效率，以及生产装置的效益，操作费用和节能减排问题。因此对于萃取剂提出了相应的要求：萃取剂对原料中的溶质与原溶剂具有良好的选择性的溶解能力，原料中的溶质对萃取剂有良好传递能力和溶解度。萃取剂对溶质有相当大挥发度，剂自身和芳烃有较大的沸点差和密度差，萃取剂对原溶剂互不相溶。萃取相容易分离溶质便于回收萃取剂有效降低分离过程中的成本。而且萃取剂还需要具有自身优良的热稳定性，从而避免在生产过程中造成溶剂变质或者导致设备被腐蚀。主要原因在于其自身有高沸点、优良的选择性和溶解度，而且自身密度与芳烃差别较大，因此可以保证分离的效率，运用环丁砜能有效降低芳烃抽提过程中造成的溶剂损失，因此一般认为环丁砜是最优的溶剂。

但是在实际生产发现环丁砜自身也存在一定的局限性，其中存在的主要问题在于其与氧气容易发生分解或者遇热也容易发生分解。这导致芳烃产品在使用的过程中会受到分解物的影响，导致芳烃被污染从而影响到芳烃的纯度。因此在运用环丁砜的过程中要注重对其性能进行改进和优化，通过配置复合萃取剂来强化其性能。

3小结

本文总体分析芳烃抽提在实际应用的过程中存在的主要问题，通过优化工作操作参数和改进萃取剂的措施对现阶段的芳烃抽提工艺的改进和更新，达到优化芳烃抽提工艺的经济合理性从而提高装置的综合经济效益。

【参考文献】

[1]刘超华,范渺.芳烃抽提装置环丁砜劣化问题分析及应对措施[J].炼油技术与工程,2020,50(10)

[2]翟景伟,何明.芳烃抽提装置生产中存在的问题及对策分析[J].中国石油石化,2016,(z1)