环丁砜抽提蒸馏工艺在庆阳石化公司的应用①

李俊奎 张振泰 于新文 许 佳 吴占永

（1.中国石油庆阳石化公司 2.中国石油宁夏石化公司）

中国石油庆阳石化公司原油加工能力300×104t／a，二联合建设60×104t／a催化重整，配套10×104t／a苯抽提装置，采用中国石化集团石油化工科学研究院抽提蒸馏工艺专利技术［1］。该技术以环丁砜加专用助溶剂的复合溶剂体系作为抽提溶剂，回收重整汽油中的苯产品，同时生产无苯清洁汽油。苯抽提装置于2010年10月一次开车成功，3年来装置运行平稳，苯产品质量和能耗指标均达到设计要求。本文总结了SED工艺在庆阳石化的应用情况，并且针对运行中出现抽提蒸馏塔液泛、脱C6塔塔底热量没有有效利用、白土失活的问题进行了分析，提出了解决方法。

1 工艺流程

苯抽提装置原料为来自上游重整装置的稳定汽油，按年操作8 400h计，年处理量为51.5×104t／a，切割出其中的C6馏分油作为抽提进料。抽提装置由脱C6塔、抽提蒸馏、溶剂回收与再生、苯精制、辅助等5个部分组成。采用环丁砜抽提蒸馏工艺，利用溶剂对原料中各组分相对挥发度影响的不同，通过精馏实现芳烃与非芳烃分离［2］。溶剂和C6馏分在抽提蒸馏塔接触形成气液两相，由于溶剂与芳烃的作用力更强，使非芳烃富集于气相，于塔顶排出；芳烃富集于液相，于塔底排出。富集芳烃的液相进入溶剂回收塔，在塔内进行芳烃与溶剂的分离，溶剂从塔底循环使用，苯从塔顶抽出，进入白土罐，脱出微量的烯烃后，得到合格的苯产品。图1为苯抽提流程示意图。本工艺采用环丁砜－助溶剂的复合溶剂，增强了溶剂体系对C6馏分的溶解能力，避免抽提蒸馏塔出现两个液相，使抽提蒸馏塔操作稳定，易于控制；同时加入助溶剂后，使得溶剂回收塔在相同的操作苛刻度下，贫溶剂中苯含量显著降低，从而显著提高芳烃收率。

2 工业应用情况

2.1 原料情况

苯抽提装置原料性质见表1。由于上游重整装置汽油辛烷值控制在97（设计102），重整反应温度510℃（设计温度530℃），反应在低苛刻度下进行。所以重整汽油中苯质量分数为3.5%，低于设计值4.62%，造成抽提进料中苯质量分数为25.5%，低于设计值30%。为了保证抽提蒸馏塔操作平稳，需要开大返苯线混苯，将进料中苯质量分数控制在30%，增加了装置负荷。抽提原料中甲苯质量分数设计为0.05%，实际控制在0，保证了苯产品质量。

表1 原料组成情况Table 1 Composition of raw materials

2.2 物料平衡

装置物料平衡情况如表2所示。由于重整反应处于低苛刻度，进料中苯含量低于设计值，所以产品中苯收率比设计值低，非芳烃比设计收率高。加工损失仅为0.07%，小于SED工艺在海南和青岛的应用［3－4］，装置运行良好。

表2 物料平衡Table 2 Mass balance

2.3 主要操作参数

装置主要参数如表3所示。由表3可以看出，主要操作参数均达到或接近设计值。脱C6塔和抽提蒸馏塔长时间处于氮气补压状态，为了减少氮气消耗，脱C6塔和溶剂回收塔两塔压力控制比设计值低0.005MPa。同时为了保证苯产品质量，防止非芳烃带入溶剂收回塔，影响苯纯度，在保证抽余油中苯质量分数低于0.1%的前提下，抽提蒸馏塔灵敏板温度控制比设计值高5℃。在表3所示的操作条件下，装置平稳运行。

表3 主要操作参数Table 3 Main operating parameters

2.4 产品质量

如表4所示，重组分汽油和非芳烃均达到设计要求。苯产品质量如表5所示，苯产品纯度≥99.95%，结晶点5.42℃，总硫质量分数≤1mg／kg，各项指标均达到设计要求，苯回收率99.81%，高于设计值0.61%。

表4 重组分和非芳烃产品质量Table 4 Qualities of heavy constituent oil and non aromatic hydrocarbons

表5 苯产品质量Table 5 Quality of benzene

2.5 装置能耗

装置能源消耗情况如表6所示。氮气由于各塔处于补压状态，消耗高于设计值。目前气温较低，冷却器冷却水未全部投用，所以循环水消耗小于设计值。如下文所述进行了脱C6塔换热改造，停用了A802空冷两台，并且受气温影响，停用部分空冷，电耗也小于设计值。其他能源消耗均达到设计要求，总能耗比设计值低0.73kgE0／t。

表6 装置能耗情况Table 6 Energy consumption of the unit

3 装置运行中出现的问题及解决方法

3.1 抽提蒸馏塔液泛

抽提蒸馏塔在装置开车1年多后，经常会出现液泛。主要现象为：塔底液位短时间内急剧下降，如图2所示，液位在10min内，从1.89m下降至0.24 m，塔顶温度和回流罐液位迅速上升，严重影响装置的平稳操作。发生液泛主要原因是：（1）抽提进料中烯烃含量高，或者由于苯产品长时间回炼，导致溶剂中烯烃含量高。而溶剂中烯烃含量高，环丁砜容易发泡。（2）为了控制系统的pH值，系统中定期加入单乙醇胺，单乙醇胺加入量多也造成溶剂质量下降。（3）原料中苯含量波动大，造成抽提蒸馏塔波动大。当发生液泛时，采取如下措施：减小塔底蒸汽，全回流操作，抽提蒸馏系统切进料；将非芳改进进料缓冲罐，防止溶剂跑损；及时将苯改进进料缓冲罐，防止污染苯产品；及时切出白土罐，防止白土失活；抽提蒸馏塔和溶剂回收塔循环，液位正常后升温，进料。

针对容易造成液泛的几个因素，笔者通过以下几个措施解决了抽提蒸馏塔的液泛问题：（1）严格控制进料中的烯烃质量分数低于3%。（2）平稳操作，尽量减少苯产品的回炼，减少烯烃在溶剂中的累积。（3）做好装置的气密、消漏工作，减少环丁砜的分解，从而减少单乙醇胺的加注。（4）调整好脱C6塔的操作，保证进料中苯含量稳定，当苯含量低时，及时调整混苯量。（5）定期加入消泡剂。

3.2 脱C6塔塔底热量没有充分利用

苯抽提装置自投产以来，装置运行平稳，但脱C6塔塔底汽油经过空冷和水冷冷却后出装置，热量没有有效利用。2012年8月，增加一台换热器，如图3所示。利用脱C6塔塔底热量对重整装置脱戊烷进料进行加热，充分利用重组分油热量。改造后主要工艺参数如表7所示，脱C6塔进料温度提高了7℃，加热蒸汽消耗减少1 000kg／h，并且停用空冷A802两台，提高了经济效益。

表7 主要工艺参数变化Table 7 Changes of main process parameters

3.3 白土失活

经抽提蒸馏和溶剂回收得到的苯产品中可能含有痕量的烯烃和其他杂质，会显著影响苯产品的酸洗比色和中性试验的指标。为除去这些痕量杂质，苯产品需经白土处理。白土自2010年10月开工后，使用12个月后温度从最初的145℃提至185℃，然后迅速失活。陈寻成等［3］通过严格控制白土罐初次投用温度来延长白土的寿命。此外，通过严格控制溶剂回收塔顶的苯纯度在99.9%以上，装置一旦出现波动或回收塔顶苯样品的纯度小于99.8%，白土罐及时切出。如图4所示，采取措施后，白土使用12个月后反应温度为154℃，依然保持了较好的活性。

5 结论

环丁砜抽提蒸馏技术在庆阳石化公司成功应用，于2010年10月一次开车成功，装置平稳运行。产品质量、主要操作参数以及装置能耗均达到设计指标。对运行中存在的抽提蒸馏塔液泛、脱C6塔底热量没有有效利用、白土失活等问题进行了分析，提出了优化方案，保证了装置长周期平稳运行，提高了经济效益。

［1］中国石化集团石油化工科学研究院.庆阳石化公司10万吨／年苯抽提工艺包［P］.中国：ZL99107785.7，ZL01119818.4，2009.

［2］张志良 肖庆伟.SED芳烃抽提工艺的工业应用［J］.石油炼制与化工，2008，39（4）：41－45.

［3］陈寻成，唐文成.环丁砜抽提蒸馏工艺在海南炼化苯抽提装置的应用［J］.石油炼制与化工，2007，38（10）：12－15.

［4］王新建.环丁砜抽提蒸馏工艺在青岛石化苯抽提装置的应用［J］.现代化工，2008（8）：68－70.