芳烃抽提工艺优化节能技术应用

芳烃抽提工艺优化节能技术应用

丁琢

中国石油哈尔滨石化分公司

摘要：近年来，国内外增产芳烃技术发展较快，推动了芳烃分离技术的进步，但是还存在着生产原料复杂、原料中的同分异构体沸点差别较小，很难通过蒸馏进行高效分离的难题。抽提装置采用“两头一尾”的工艺路线相结合，即来自裂解加氢汽油和重整脱戊烷油分别进入A/B系列预分馏单元部分，C6-7馏分与C8+馏分在预分馏塔分离。C6-7馏分进入对应抽提蒸馏单元进行非芳烃和混合芳烃分离，抽提分离后的混合芳烃共同进入BT精馏单元得到高纯度苯和甲苯产品，裂解抽余油中环烷含量高，作为重整原料，重整抽余油链烷烃含量高，作为裂解原料；C8+馏分经二甲苯塔分馏后，混合二甲苯作为产品，C9+馏分至下游装置分离高沸点芳烃溶剂和工业碳十粗芳烃。本装置由芳烃抽提、芳烃精馏及公用工程三部分组成。基于此，本篇文章对芳烃抽提工艺优化节能技术应用进行研究，以供参考。

关键词：芳烃抽提工艺；节能技术；应用分析

引言

催化裂化(FCC)油浆是催化裂化装置的副产物之一，近年来随着FCC原料重质化和劣质化趋势加剧，FCC油浆产率有所增加，约为5%～10%。FCC油浆主要由2～5环的芳香类化合物及少部分饱和结构组成，具有广泛的工业用途，但由于含有较多的催化剂粉尘，目前主要作为低附加值的燃料油调合组分使用。如能够对FCC油浆进行深度分离，分别得到高芳香性和饱和烃为主的组分，则可进一步加工成高附加值产品，提高催化裂化装置的经济效益。研究操作条件对单溶剂抽提分离FCC油浆的影响，采用响应面分析(responsesurfacemethod，ＲSM)考察FCC油浆抽提分离的最优操作条件。基于此，本文探究芳烃抽提工艺优化节能技术应用分析。

1主要芳烃分离技术

1.1Sulfolane法

环丁砜法抽提技术是由Shell公司与UOP公司在60年代初研究开发的，是当今普遍采用的1种芳烃抽提工艺；利用环丁砜溶剂优良的选择性、溶解性能，该抽提技术能耗比较低，工艺相对较简单，目前环丁砜的溶剂抽提法在国内的芳烃生产的装置中较为主流；另外，环丁砜溶剂难降解，为防止相关设备腐蚀，需要通过加入化学试剂进酸碱度控制。

1.2Formex法

Formex法是由意大利SNAMPROGETTI公司研究开发，抽提溶剂为N-甲酰基吗啉+5%水，通过萃取、汽提、水洗、溶剂再生等流程进行芳烃分离。1971年，首套Formex生产芳烃的装置于意大利建成，处理能力为50×104t/a，以N-甲酰基吗琳（NFM）作为溶剂。工业上，N-甲酰基吗琳溶剂腐蚀性较小，对相关装置的抗腐蚀要求较低，可以采用更加便宜的碳钢材料，装置成本较低。

2回收塔存在的问题

自2016年6月40万t·a-1芳烃抽提装置原始开车以来，回收塔C-604在未达到设计负荷下，回收塔顶压力达不到设计值-0.06MPa。在开工过程中装置抽提部分进料量提至36t·h-1时发现回收塔压力不到位，调整外抽气量，也无效果，初步分析判断空冷EC-A/B/C/D/E/F至回流罐D-603压差大。随后由于装置供热热电站其锅炉换热器泄漏，本装置停运蒸汽，装置正好利用这个时机将抽提部分切断进料临时局部停工，精馏部分改循环，在利用停工期间，将回收塔顶压力问题进行排查，先将回收塔内溶剂退至抽提塔C-602和汽提塔C-603中，再用氮气吹扫置换合格后，在空冷入口及回流罐的相关出口用盲板隔离，结果回收塔顶出口空冷中16路管束有一路堵塞现象，空冷至回流罐管路无堵塞现象，回流罐入口也无堵塞现象，后对空冷每组模块的管束盘管进行疏通处理，管束疏通比较通畅，可以排除管束堵塞的可能，另外对回流罐入口可伸缩进料分布管分散孔进行检查，尺寸基本和蓝图要求一致，并且无杂物，也可以排除空冷器进出口管线堵塞的可能。

从以上检查情况可以判断并不是设备管道内存有机械杂质，堵塞引起的压降问题。在临时局部停工检查后再开工过程中，回收塔顶压力问题还是存在，最后由于DCC装置产品裂解石脑油组分与设计相差大，设计芳烃质量分数75%左右，而实际只有约50%，低于设计，导致回收塔顶负荷不足，经设计核算在回收塔顶负荷低于70%以下时，压力在可控-0.035MPa以下，回收塔能正常运行，对产品质量影响不大。后期装置回收塔在高于设计压力下运行至2019年大修。对存在的回收塔顶压力问题进行分段检查发现回收塔空冷器的压降在20kPa左右，比10kPa的最大设计值高一倍。空冷出口至回流罐的管线压降在9kPa左右，比设计值2kPa严重偏高，由于回收塔顶的操作压力在-0.050MPa左右，偏高的压降严重影响芳烃抽提装置负荷的提高。

3芳烃抽提工艺优化节能技术应用分析

3.1液—液抽提技术

国内中国石化石科院开发升级的环丁砜液—液抽提技术（SAE），抽提完成的BTX产品收率高、纯度高、溶剂利用率高，并在国内多套装置进行成功应用。北京金伟晖工程技术公司SUPER-SAE-Ⅱ技术，特点是采用高效环丁砜溶剂，工艺液技术具有消泡、缓蚀、稳定作用，环境友好；工业应用显示，BTX回收率均达99.5%以上，芳烃收率高，是6#食品级溶剂油的优良原材料。

3.2抽提蒸馏技术SED

该技术采用环丁砜复合溶剂，抽提过程易于操作，工艺流程简单、相对的装置能耗低、原料适应性较强，技术成熟，工业应用案例数十例。工业中BTX回收率均超过99.8%，非芳烃组分良好，可直接生产6#溶剂油。

4整改及防范措施

控制塔底温度，环丁砜在180℃或更高温度下分解为S02和C4烯烃，最终的产物大部分为酸性物质，包括亚硫酸、磺酸、醛等，优化抽提蒸馏塔及回收塔底温度。有氧的情况下，S02可以氧化为S03，进而生成硫酸和酸性聚合物，减少系统漏点，及时发现，及时处理。环丁砜劣化的原因为原料裂解加氢汽油中携带溶解氧所致。氧气对环丁砜的影响尤为明显，芳烃抽提操作中需积极采取保护措施，防止氧气进入是预防溶剂环丁砜降解的关键，保证溶剂环丁砜使用寿命。

经过再生塔塔釜液的20号碳钢腐蚀的速率是最快的，其数字体现的是0.545mm/a；304的不锈钢与316L的不锈钢的耐腐蚀性更强，其腐蚀的速率依次是0.017mm/a及0.001mm/a。本次已将抽提部分换热器材料升级为双相钢，目前，国内多套抽提装置大部分均已进行材料升级，以达到延长使用寿命，减少设备维修，保障装置长周期平稳生产。2023年检修中，已将B列抽提E-605、E-608、E-613、E-614进行管束材质升级。

结束语

总而言之，在技术研发过程中，重点关注分离技术中的关键影响因素，注重试验与生产条件结合、技术指标与经济性指标结合，提高分离产物的利用效率，提高芳烃分离质量。注重基础科技研发，提高新产品研发能力，重点关注芳烃分离技术中的痛点难题，实现芳烃分离技术升级。

参考文献

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