抽提单元运行问题分析及对策

王铭松

(中国石化股份有限公司天津分公司化工部，天津 300271)

溶剂抽提法是工业上应用最广泛的芳烃分离方法，是利用溶剂对芳烃和非芳的溶解度差异而将芳烃抽提出来。环丁砜是继甘醇类溶剂后发展起来的一种优良的多功能溶剂，具有选择性高、水电汽耗量低、溶剂和芳烃易分离等优点。但在运行中难以避免地会遇到环丁砜导致的腐蚀和环丁砜老化问题。腐蚀会导致设备泄漏和堵塞故障，影响抽提装置长周期运转。溶剂老化导致溶剂损失、换热器和塔内构件结垢堵塞，不利于产品质量控制。

1 装置介绍

天津石化34万t/a芳烃抽提单元以重整油为原料，分离出抽余油和抽出物，抽余油作为产品外供乙烯，抽出物为BT分馏单元提供原料。芳烃抽提单元采用SHELL SULFOLANE工艺，以环丁砜为溶剂。该工艺主要由抽提塔，水洗塔，汽提塔，回收塔，水汽提塔和溶剂再生塔组成。以下就本单元运行中遇到的问题及对策作简要说明。

2 抽提单元高负荷运转问题及对策

天津石化抽提装置经扩产改造后处理能力达34万t/a，由于重整原料同设计原料组成相比相对较轻以及重整反应影响，导致抽提原料过多，抽提进料中芳烃含量高，造成抽提塔塔底烃负荷高，抽提系统运行不稳定。通过研究摸索，保证了抽提单元在高负荷运转时生产平稳。

2.1 装置目前现状

根据物料平衡的需要，抽提负荷达到110%操作负荷，由于重整反应比较好，原料中NA较少，抽提料烃负荷较高，如果抽提操作不稳，造成抽提塔塔底采出不稳定，抽提汽提塔(C-303)塔烃负荷增加，整塔易发生雾沫夹带即汽提塔闪蒸，造成产品不合格。

2.2 装置调整原则

1) 抽提负荷110%，溶剂比控制在3.2～3.3，保证主溶剂量130 t/h以上，高溶剂比运转，降低溶剂回收塔(C-304)闪蒸的可能性。

2)C-303塔底温度控制在166～170 ℃，C-304塔底温度控制在166～170 ℃。

3) 抽提塔顶液位控制在30%～70%，避免液位空或满液位。密切注意塔底采出，波动较大时及时摘除串级，手动调节，避免采出量突然增大。

4)冬季防冻防凝期间，尤其需要注意相关流量调节正常阀开度，如果出现与正常运转时阀位变化异常时，及时调整到正常运转时的阀位，分析原因联系仪表人员进行检查和维修。

5)密切关注汽提塔压力，正常运转压力为0.15 MPa，如果超过0.17 MPa，应及时手动关小进料量，并及时降低汽提塔塔底再沸器加热量。

2.3 应对措施

1) 产品切循环，加大二次溶剂量；降低汽提塔再沸器加热量，降低塔压力，使塔底温度在160～164 ℃。

2) 迅速向系统内补充溶剂。

3) 适当降低抽提负荷，可以从110%降低至90%，若塔还是不稳定，可以继续降负荷至80%。

4) 适当关小汽提塔底出料。处理时防止汽提塔、回收塔抽空。

5) 启动汽提塔顶罐水泵(P-307)备台，打开泵出口调节阀LV3006旁路调整流量使抽提汽提塔回流罐(D-302)界面快速下降，防止返洗带水，否则水进入抽提塔将造成更严重的混乱，影响调整时间。

6) 从抽提塔循环料(SN-302)取样观察返洗是否带水，如返洗带水，停返洗将D-302中物料切入T-302。

7) C-304塔底温度控制在165 ℃以上。

8) D-302液位过高、放空罐满可以放地下罐，打回湿溶剂罐(T-302)。

9) D-302界面下降后，将P-307停运一台，关小LV3006旁路调整流量。缓慢加大C-303再沸量，在不起压的情况下，使C-303塔底温度上升至166～170 ℃。调整恢复各工艺参数。

10) 抽出物(SN-310)、抽余油(SN-309)取样合格后，抽出物、抽余油切产品。

3 抽余油、抽出物不合格原因分析及对策

天津石化抽提装置在进入大检修前操作末期时，由于上游重整装置的波动以及环丁砜导致的腐蚀和环丁砜老化问题，出现了设备泄漏故障，塔内构件结垢，塔盘腐蚀堵塞等情况，导致抽余油和抽出物产品质量出现大幅波动，连续发生多次产品不合格事故，下面就产品质量不合格的原因以及应对措施进行分析探讨。

3.1 重整装置波动影响

抽提进料发生变化造成抽余油不合格，产品馏出口SN-309中芳含超标。

3.1.1原因分析

重整装置再生单元停车检修，重整单元反应不好，重整油塔(C-203)塔进料组分变化比较大，NA含量较高，C-203塔操作困难，导致重整油塔顶物(SN-215)中NA含量超高，C8A含量波动比较大。抽提进料中NA含量也随之增加，C8A含量增加。由于抽提装置设计进料中不含C8+组分，抽提进料中C8+组分大量增加后在溶剂回收塔无法分离，C8+组分进入贫溶剂，造成贫溶剂芳烃含量超标，使得抽余油中芳含出现超标。

重整单元反应不好，导致进料中NA含量增加，芳烃含量减少，溶剂比相对正常情况下增大，溶剂的选择性减弱，溶解性增强。通过化验数据可以看出，贫溶剂(SN-303)中TOL含量由平时的小于100 μg/g提升至300 μg/g，说明TOL在贫溶剂中出现累积。出现累积的主要原因是，进料中芳烃含量减少的情况下，没有及时调整C-304塔的回流比，导致C-304塔中TOL开始下移，进入贫溶剂中，溶剂比过大，溶解性增强，导致TOL在贫溶剂中出现累积。

3.1.2排查分析及调整措施

1)当发现SN-309中芳含超标后，加样确认无误。从化验数据中可以看出，超标原因是由于抽余油中C8A和TOL含量超标，所以将C-304塔底温度由164 ℃提高到172 ℃，C-303塔底温度由163 ℃提升至170 ℃。提温后，抽余油中C8A含量下降。

2)提温后，抽余油中C8A降低，TOL含量增加。应该及时降低溶剂，调整溶剂的溶解性和选择性，以达到更好的抽提效果。防止高溶剂比的情况下，TOL在溶剂中出现累积。

3)加强重整单元调整，降低抽提进料中NA含量，恢复正常状态的NA和芳烃含量。

4)经过调整，抽余油中芳含化验合格并稳定。

3.1.3总结

本次抽余油纯度长时间超标，处理过程中存在的主要问题是没有找准原因，惯性认为是由于重整单元再生检修导致，导致操作时出现偏差，耽误了最佳调整时机。

另一个原因是TOL含量超高，因为TOL在溶剂中累积，没有及时降低溶剂比，耽误了最佳调整时间，导致抽余油长时间不合格。

3.2 环丁砜腐蚀和老化问题

3.2.1概述

天津石化大芳烃装置抽提单元抽余油产品出现连续不合格情况，抽余油纯度长期低于99.30%。抽余油产品出现不合格现象，发现此情况后，对抽提单元工艺参数进行调整，抽余油产品合格，纯度一直维持在99.30%～99.40%。

3.2.2原因分析

发现抽余油纯度连续不合格后，多次对抽提单元工艺参数进行调整效果不明显。通过对SN-303中环丁砜中烃含量加样后，发现SN-303中TOL含量由正常的600 μg/g上升至1 300 μg/g左右，溶剂中TOL含量上升700 μg/g，对抽余油纯度造成影响。多次对C-304塔工艺参数进行调整，但效果不明显。由此判断C-304塔分离精度下降是造成抽余油纯度不合格主要原因。

通过工艺参数变化、加样化验数据分析，初步判断原因为C-304塔回收塔塔盘堵塞，造成C-304塔分离效果下降，以下是对C-304塔回收塔塔盘发生堵塞出现堵塞现象判断分析：

1)前期抽提单元负荷在40 t/h时，C-304塔整塔压降为30 kPa以下。目前，抽提单元负荷39.5 t/h，C-304塔整塔压降为40 kPa，较之前有所上升，当抽提单元负荷提升至40 t/h时，整塔压降超过60 kPa，塔盘出现堵塞是压降上涨的主要原因。

2)对C-304塔中部循环泵(P-313)泵切泵清滤网，发现有黑色固体状杂质，送至化验进行灼烧，灼烧率为37%，说明黑色杂质中有环丁砜降解物，可初步判断系统中由于环丁砜降解形成固体状杂质，可造成C-304塔塔盘出现堵塞。

3)抽提单元C-304塔底温度提升至174 ℃，SN-303中TOL含量为1 300 μg/g左右。之前抽提单元C-304塔底温度控制在164～166 ℃，而SN-303中TOL含量都在600 μg/g以下，可以判断C-304塔分离效果下降，造成TOL含量在SN-303环丁砜中累积。

4)通过对中部循环换热器(E-305)进行排查，发现E-305C/D两台换热器壳程进出口压降为0.4 MPa，超出正常值较大，E-305换热器有堵塞现象。

3.2.3进一步研究及优化方向

装置整体生产平衡允许的情况下，择机对抽提单元进行检修，清理塔盘堵塞情况。

在抽余油和抽出物产品合格的情况下，优化工艺参数，调整溶剂比和水洗比，降低抽提汽提塔和溶剂回收塔底温度，降低溶剂循环量，降低装置能耗的同时，减少溶剂降解情况，避免环丁砜降解导致腐蚀。

优化重整单元调整，减少抽提原料中氯含量，同时对抽提单元水冷器进行排查，抽提单元操作压力都为负压或者微正压，避免由于水冷器泄露，导致氯离子进入抽提系统引起的氯腐蚀。

加强对溶剂再生塔的操作，控制再生温度，提升再生效果，定期将再生塔底无法再生的废环丁砜排出系统，保证再生质量，防止环丁砜降解。

稳定环丁砜树脂脱氯系统的运行，定期停用树脂脱氯系统，对其进行碱洗再生，时刻保持其活性，氯离子脱除率保持在50%以上，保证能脱出系统内氯离子。

定期对容易发生腐蚀的设备及工艺管道进行检查，利用停车检修的机会对其进行改造和更换。