顺酐溶剂吸收装置的关键控制工艺分析

罗 志 海

（吐哈油田石油天然气化工厂， 新疆 鄯善 838202）

顺酐溶剂吸收装置的关键控制工艺分析

罗 志 海

（吐哈油田石油天然气化工厂， 新疆 鄯善 838202）

吐哈石化厂通过引进意大利CONSER公司的溶剂吸收工艺，对原有水吸收工艺进行改造。通过对CONSER溶剂吸收工艺的研究，分别对溶剂吸收装置中的溶剂吸收系统、溶剂解析系统和溶剂洗涤系统操作过程中的关键控制工艺进行分析，提出了可行的生产控制指导建议。

溶剂吸收；关键控制；溶剂吸收系统；溶剂解吸系统；溶剂洗涤系统

吐哈石化厂作为国内首套正丁烷固定床氧化法水吸收顺酐生产装置，于2003年正式投产，年生产顺酐2万t。但由于水吸收工艺的限制，导致丁烷消耗在1.3～1.4 t/t，同时产生大量废水排放。2007年吐哈石化厂引进意大利Conser公司的溶剂吸收工艺[1]，以邻苯二甲酸二正丁脂（DBP）为溶剂，对顺酐装置进行了溶剂吸收工艺改造，改造后装置运行平稳，丁烷消耗控制在1.1～1.2 t/t，废水排放量大幅降低。

1 溶剂吸收工艺流程简述[2]

顺酐溶剂油吸收工艺流程：反应器生成含顺酐的气体经过部分冷却后，在吸收塔内顺酐被溶剂有选择的吸收，再在真空解吸塔内的高温负压环境中顺酐从溶剂中解吸出来，得到粗酐产品，最后在精制塔中粗酐中的轻重组分被真空拔除后得到精制顺酐产品。在整个溶剂吸收工艺中，溶剂经过离心机分离出焦油和水洗精制处理后循环使用，但由于溶剂的消耗需要定期对系统中溶剂进行补充。在溶剂吸收精制过程中没有顺酐与水的化学反应，没有副反应生成，仅为物理过程，故收率高、污染小。溶剂吸收工艺流程简图见图1。

图1 溶剂吸收工艺流程简图Fig.1 Solvent absorption process diagram

2 溶剂吸收装置关键控制工艺

2.1 溶剂吸收系统

2.1.1 吸收塔温度的控制

根据亨利定律[3]，亨利系数是随着温度的升高而升高的，而在吸收过程中，相同分压下，亨利系数越低越好。所以在不把过多的轻组分吸收下来的前提下，温度控制尽可能的比较低好，但是温度过低会引起吸收塔塔盘堵塞，控制值是塔顶循环不低于60 ℃，塔底循环不低于65 ℃，这样能加大对顺酐的吸收，同时也能减少溶剂的消耗。

2.1.2 吸收塔液位的控制

反应切风进吸收塔前，吸收塔、贫溶剂缓冲罐和气提塔要保持高液位：保持气提塔液位接近满量程，吸收塔液位保持在联锁值上下，贫溶剂缓冲罐液位达到最高。因为在切风时会有大量的溶剂累积在塔盘上导致上述液位迅速降低严重时会使罐及塔体液位无法控制。同时吸收塔底液位不能超高（大于1 500 mm），否则意味着液位将漫过空气管线进口，高流速的空气会将液体迅速吹起，较大的冲力会损坏上方填料的支撑，破坏了填料的性能，致使装置无法正常运行。

2.1.3 溶剂中水含量的控制

在正丁烷催化氧化制顺酐过程中会生成一部分的水，含量约6%(wt)左右，进入到溶剂吸收系统后，水与顺酐会发生反应生成副产物富马酸，富马酸的增加会减少顺酐收率，严重时会堵塞管线，导致装置停车。因此，在溶剂吸收系统运行过程中，要使用 110 ℃以上的热空气对溶剂里水分进行气提，热空气控制在1 600 Nm3/h，尽量将溶剂中的水分气提除去，控制在0.2%(wt)以下。

2.1.4 富溶剂中酐含量的控制

当反应有顺酐产生时要及时化验富溶剂中顺酐的浓度，严格控制富溶剂的含酐量不超过15%(wt)。如果太高，真空解析塔需要更高的真空度，如果真空度太大解析塔底部的温度会上升的205 ℃，溶剂易发生分解。另一方面，在溶剂流量不变的情况下，溶剂中含有顺酐，顺酐气体吸收不完全，造成顺酐的收率降低。

2.2 溶剂解析系统[4]

2.2.1 解析塔底温度控制

解析塔底的温度控制是通过塔底高压蒸汽进行调节，解析效果的好坏与温度控制息息相关。温度控制过高，溶剂在负压环境中会发生水解反应，溶剂DBP会分解成苯酐和丁醇，这将会使得溶剂完全失去吸收顺酐功能，导致溶剂的消耗增大。

解吸塔塔底温度过低，富溶剂中的顺酐没有足够的热量就会解吸不充分，塔底溶剂含酐增加，高温下会使得顺酐转化成副产物富马酸，富马酸的增加将会堵塞解吸塔的规整填料，而且填料内堵塞的富马酸很难清洗，会严重影响解吸效果。同时溶剂酐含量的增高，在高温下还会发生顺酐聚合反应，聚合物粘附在塔底再沸器的列管管壁上，严重影响换热性能，出现恶性循环，导致换热器、管线堵塞，必须进行停车清洗。

因此，在生产运行中应尽可能保证解吸塔塔底温度不低于180 ℃，不超过200 ℃，同时加大再沸器溶剂循环流量，尽可能地减少溶剂在塔底的停留时间，保证解析效果。

2.2.2 解吸塔压力控制

溶剂的解析过程是在真空环境中进行，解吸塔压力控制是解析系统控制的重中之重。塔压过高，富溶剂中的顺酐无法的充分从溶剂中解析出来，导致溶剂中顺酐的累计发生副反应。塔压控制过低则会增大抽空系统负荷，对设备造成损害。一般控制解析塔的压力维持20 mmHg左右，保证塔压梯度：塔底在 23 mmHg，中部在 22 mmHg，顶部在21mmHg。解析塔底部、中部、上部填料的塔压差维持在1 mmHg。

2.2.3 解吸塔中丙烯酸含量控制

丙烯酸是丁烷催化氧化反应的主要副产物，在解吸塔中主要存在于轻组分中，尤其在装置开车过程中，反应单元会产生的比较多的丙烯酸，而过多的丙烯酸，将会严重影响顺酐产品的质量，同时容易造成解吸塔塔压过高，影响解析效果。因此，需要控制系统中丙烯酸的含量，将塔顶真空度控制在20 mmHg以下，保证解吸塔底再沸器有足够的高压蒸汽量，将塔底温度控制在 180～200 ℃之间，并增加塔顶回流量，减少丙烯酸在系统中的停留时间。特别是在开车阶段，在工况及工艺允许的条件下反应的升温速度要尽可能的加快，尽可能减少丙烯酸的产生，提高顺酐收率。

2.3 溶剂洗涤系统[5]

2.3.1 溶剂和洗涤水的混合控制

溶剂洗涤系统是用水做萃取剂，通过水洗、沉降和离心分离等手段将溶剂中的杂质移除。溶剂和洗涤水在混合罐中的混合效果直接影响后续离心机的分离。石化厂溶剂吸收改造投产初期由于混合控制不当造成乳化现象，导致离心机无法分离，溶剂消耗居高不下。通过分析，混合温度和搅拌速度对乳化的影响很大，所以在操作过程要保持混合罐的温度保持在57～63 ℃之间，搅拌速度控制在5～10 r/min，这样可以有效的控制乳化的发生，保证离心机的分离效果。一种简单的判断方法：在离心机进料口前取样，静止30 min左右，如果两相分层明显，则说明混合程度较合适。

2.3.2 离心机操作控制

溶剂吸收工艺的核心就是溶剂，溶剂品质的好坏直接影响整套装置的运行效果和产品质量。而离心机又是将溶剂中杂质移除，确保溶剂质量的关键设备，可以说离心机的操作，直接影响整套装置的平稳运行。

石化厂使用的离心机是阿法拉伐 CHPX718离心机，属于蝶式高速固体排放离心机，专用于比重差较小的不同相混合流质物料分离。离心机操作中的关键控制因素包括：进料控制、轻重两项背压调节、排渣控制和环境温度。通过大量的生产实践总结了最佳的控制条件为：溶剂与洗涤水1:1充分混合，环境温度57 ℃，轻相背压0.01～0.02 MPa，重相背压0.03～0.04 MPa，排渣间隔45 min，每次排渣量15 kg。如果化验分析轻相中含有0.05%(wt)左右的溶剂，重相中含有3.0%左右的水，说明离心机分离处于良好状态。

3 结 语

综上所述，通过对顺酐溶剂吸收工艺的介绍，以及对溶剂吸收、溶剂解析和溶剂洗涤系统中关键控制工艺的分析，只要将相关工艺参数控制在合理的范围，就能够很好地保证溶剂吸收装置的安全平稳运行。当然，在实际生产运行过程中，顺酐溶剂吸收装置需要控制的工艺因素还有很多，本文只对其中一部分进行了分析并给出了生产指导建议。

［1］韦贵朋，铁新华，杨献红，成兰兴，崔炳春．顺酐回收工艺技术进展[J]．河南化工，2006(07)．

［2］马首骥，孙凯．兰州石化公司2万t/a正丁烷氧化法制顺丁烯二酸酐装置工艺流程及特点[J]．石化技术与应用，2008(04)：381-385．

［3］傅献彩．物理化学[M]．北京：高等教育出版社，2005．

［4］韩刚，杨伯伦．正丁烷氧化制顺丁烯二酸酐吸收精制工艺分析[J]．现代化工，2006(S2)：353-356．

［5］杨立光．顺酐溶剂吸收法装置中影响溶剂洗涤效果的因素分析[J]．甘肃科技，2012，28(4)：27-28．

Analysis on the Key Control Process of Maleic Anhydride Solvent Absorption Device

LUO Zhi-hai
（Tuha Oilfield Company Petrochemical Plant, Xinjiang Shanshan 838202，China）

Tuha petrochemical factory introduced the solvent absorption process developed by Italian CONSER Company to reform the original water absorption process. Based on the research of the CONSER solvent absorption process, the key control processes of the solvent absorption system, solvent desorption system and solvent washing system in the solvent absorption equipment were analyzed respectively, and feasible production control guidance advice was put forward.

Solvent absorption; Key control; Solvent absorption system; Solvent desorption system; Solvent washing system

TQ 203

A

1671-0460（2014）11-2325-03

2014-04-08

罗志海（1979-），男，河南新乡人，工程师， 2004年毕业于四川大学化学工程与工艺专业，现在吐哈油田公司石油天然气化工厂从事生产管理工作。E-mail：luozhihaiscu@126.com。