降低抽余油中环丁砜含量的技术措施

周剑锋

(中国石油大庆石化公司，黑龙江 大庆 163714)

环丁砜又名四氢噻吩-1，1-二氧化物，为无色透明液体，是一种优良的非质子极性溶剂，可与水、丙酮、甲苯等互溶[1]。也是石油化工上芳烃抽提工艺中的理想溶剂。环丁砜高温下易于分解。在220℃以下时，分解速度比较慢，但是超过220℃时候，随着温度的升高，其分解速度急剧上升，过高的温度将促使环丁砜分解生成黑色的聚合物和二氧化硫，有空气存在的时候，由于空气的氧化作用，溶剂系统中的二氧化硫的释放量要比没有空气存在的时候多。

由于热稳定性高，对酸、碱稳定，是一种优良的溶剂。可用于从脂肪烃中萃取芳香烃，从气体混合物中除去酸性气体。环丁砜可用作高分子化合物如聚丙烯腈、丙烯腈共聚物、聚氟乙烯等的溶剂，用于纺丝，制造胶片等。还可用作纤维素醚、聚乙烯醇、聚乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺等的增塑剂，丙烯酸纤维纺丝的添加剂。其他还可用于脂肪酸的分离，从木材中萃取非纤维素成分等。由于环丁砜沸点高，热稳定性好，无腐蚀性，可用作冷凝器载体。添加到压榨机油中可以改进耐腐蚀性、防燃性、热稳定性、黏度等性质。

1 概述

采用环丁砜为溶剂的芳烃抽提是石油化工中常见生产工艺，以环丁砜为代表的液/液抽提工艺对原料的适应性强，溶解能力强、选择性好、分离容易、溶剂损耗少、无毒廉价，并能从芳烃原料中经济、高回收率地获取高纯度芳烃，其工艺设计方案成熟，故受到相关工厂企业的青睐。

某芳烃抽提装置采用的工艺技术为北京金伟晖工程技术有限公司SUPER-SAE-Ⅱ单苯抽提生产技术，使用的溶剂为环丁砜。其原理是通过烃类各组分在溶剂中的溶解度及选择性不同，形成组成不同和密度不同的两个相，即分散相和连续相，分散相和连续相逆流接触，进行多级抽提。环丁砜特性见表1：

表1 环丁砜特性

由上表看出环丁砜具有以下优点：

(1)比重大，常温下为 1.26kg/L；

(2)沸点高，达287℃；

(3)比热小，30℃时为1.34，200℃时为1.68 KJ/kg ℃；

(4)环丁砜本身对碳钢无腐蚀，不需要特种钢材。

(5)环丁砜是一种具有高溶解能力的溶剂，它对C6～C11范围内的任何一种芳烃的溶解能力均比非芳烃强，具有良好的抽提能力；

(6)环丁砜还可以经济的从裂解加氢汽油中获得高回收率的高纯度的芳烃，因此，在国内外的芳烃抽提装置中获得广泛的应用。

2 环丁砜损失的原因及整改措施

2.1 环丁砜回收的价值

芳烃抽提装置主要生产石油苯，同时副产汽油调和组分、抽余油，芳烃抽提装置所使用的溶剂环丁砜价格比较昂贵。因此，减少溶剂环丁砜的损失是装置工作的一个重点。装置环丁砜损失主要为以下三方面：

第一：溶剂环丁砜被抽出的苯夹带而损失。

第二：溶剂环丁砜由抽提塔顶抽出的抽余油夹带而损失。

第三：由于溶剂环丁砜遇蒸汽过热分解生成降解物而损失。

损失的三方面中，由抽提塔顶抽出的抽余油夹带而损失的环丁砜的量是巨大的，一般来说离开抽提塔顶的抽余油中大约含0.1%(m)的环丁砜，如果不进行回收的话，以年处理40万吨的芳烃抽提装置来说，抽余油的年产量约为4.4万吨，因此每年环丁砜的损失量约为44吨，综合环丁砜市场价格大约为18600元/吨，因此必须对抽提塔顶抽出的抽余油中所夹带的环丁砜进行回收，是节约成本的有效途径。

2.2 抽余油水洗流程简介

抽提塔塔顶采出的抽余油进入溶剂分离器，对含有0.1%(m)环丁砜的抽余油进行预水洗，沉降分离产生的含溶剂的洗涤水，经水溶剂泵(FP-01)送至抽提塔。从溶剂分离器顶部出来的抽余油，一部分去缓冲罐与抽提原料混合，另一部分与自抽余油泵(FP-03)后的抽余油以及自抽余油水洗水泵(FP-02)抽出的水洗水经过抽余油水洗混合器混合后进入抽余油水洗塔。

回收塔回流罐脱水包内的水经水洗水泵送至抽余油水洗塔顶，在抽余油水洗塔中水洗水与抽余油逆流接触，洗去抽余油携带的溶剂。抽余油水洗塔塔顶的抽余油经抽余油泵(FP-03)提压后，一部分循环回抽余油水洗塔进料，另一部分作为副产品送出装置。抽余油水洗塔塔釜含溶剂的水洗水由抽余油水洗水泵(FP-02)抽出，一部分送往抽余油冷却器前，与来自抽提塔的抽余油混合；另一部分送至抽余油水洗混合器前，抽余油水洗塔进料混合。抽余油水洗塔底部的水洗水则依靠自压送到水汽提罐，具体流程见图1。

图1 抽余油水洗流程

2.3 原因分析

日常操作中精细化程度不够，对抽余油中环丁砜含量要求不高，工艺要求指标小于100ppm，因此实际操作中实际指标在40～70ppm，网上查找资料，并咨询该套装置工艺设计专家，可以通过调整工艺参数，可以大幅降低抽余油中环丁砜含量，水洗后的抽余油中所含溶剂环丁砜可以达到10ppm。经研究发现，影响抽余油中环丁砜含量的因素有以下几方面：

(1)操作不够规范，调节不够及时，管理不够精细；

(2)进入抽余油水洗塔的抽余油质量不稳定；

(3)水系统不稳定，影响抽余油水洗效果；

(4)部分参数需要进行调整，以便达到最佳效果。

2.4 整改措施

(1)规范操作

装置的日常操作要做到规范化、制度化，并严格制定内控指标，每周对操作情况进行分析汇总，并对超出内控指标未进行及时调整，针对不同天气、不同环境、不同季节、不同负荷、不同原料等因素制定了一系列操作指导，达到统一操作、稳定生产的目的。

(2)稳定抽提塔操作保证抽余油质量

在抽提塔操作中，返洗比和溶剂比是关键的操作参数，当抽提进料负荷发生变化时，班组要及时调整返洗比和溶剂比，稳定抽提塔的操作，抽提塔稳定，塔顶抽余油采出才能稳定。

(3)定期置换水系统中工艺水

调整前水系统中的水未能及时置换，这就造成水系统中的杂质逐步增加，并且这部分杂质在水系统中连续循环，当杂质累积到一定程度时，会对整个水系统造成波动，严重时会影响界面显示、抽余油乳化、外送抽余油带水现象的发生，最主要的是抽余油中的溶剂得不到有效回收，因此定期对水系统中的工艺水进行置换，目的就是将这部分杂质清除，保证水系统的生产稳定。

(4)适当提高溶剂分离器界位

调整前溶剂分离器的界位控制在40～60%，造成溶剂与抽余油分离时间偏短，经研究商议将界位提高至70～80%后，底部水溶剂中的溶剂含量明显增加，因此降低了后续抽余油水洗塔的负荷。

(5)适当提高抽余油循环量

调整前抽余油循环量基本控制在10～11t/h，通过查找原始资料及咨询有关专家，将抽余油循环量提高至13t/h，这样能增加水与抽余油的接触时间，从现场实际及化验分析数据可以看出调整后抽余油中的水含量和溶剂含量有所减少。

(6)适当提高水洗塔界位

同溶剂分离器的界位控制一样，在以往的操作中，水洗塔的界位控制在40～60%，这样就会造成溶剂与抽余油分离时间偏短，水洗效果不好，而且还容易造成抽余油被夹带至水汽提罐，造成苯产品中非芳含量偏高，导致产品不合格，将界位提高至70～80%后，底部水溶剂中的溶剂含量明显增加，因此界面的提高对溶剂的回收起到至关重要的作用。

(7)适当提高水洗水流量

水洗水量的提高能加速水系统中工艺水的循环速度，并有效地回收抽余油中的溶剂，大量的水洗水从塔顶进入，能快速有效地将溶剂从抽余油中萃取出来，但是水洗水量过大会造成能耗上升，因此要控制在合适的范围内。以往水洗水量控制在1.2t/h左右，经研究决定将水洗水量提高至1.3t/h左右，水洗塔水洗效果明显增加。

3 效果及评价

采取一系列优化措施后，有效降低了抽余油中环丁砜含量，取得了良好效果[2]，以下是调整后装置抽余油中环丁砜含量化验分析数据，具体统计数据见表2。

表2 整改前装置抽余油中环丁砜含量

表3 整改后装置抽余油中环丁砜含量

3.1 直接经济效益

从上表可以看出，水洗后的抽余油中环丁砜的含量由原来的63PPm降为现在的8PPm。抽余油采出量为7.5t/h。每年按照运行8000小时计算，结合现在环丁砜市场价格为18600元/吨左右。

每年节约成本为：

7.5×8000×103×(63-8)×10-6×10-3×18600=61380元

3.2 间接经济效益

抽余油作为芳烃抽提装置副产品送至石脑油罐，作为乙烯装置裂解原料的一部分，其中的环丁砜含量降低对减少裂解炉结焦具有重要意义。