芳烃抽提装置降低抽余油苯含量优化操作探讨

刘艳茹

【摘  要】某石化公司苯抽提装置2011年工程开工以来，连续两次大修，装置四年一修后，出现了抽油过程中的苯酚含量增加造成纯苯收率下降的现象。本文分析了造成这一现象的原因，并且尝试提出一系列的优化方法与过程对纯苯收率进行有效的提升，通过实验分析可知对于纯苯收率的提升有一定的作用。

【关键词】抽提蒸馏塔;溶剂回收塔;苯;抽余油

1工艺流程说明

该方法采用环丁砜萃取-精馏工艺，通过溶剂对原料中各组分之间相对挥发性的影响差异进行精馏，实现了两种物质的完全分离。使C6馏分与萃取精馏塔（C851）接触，也就是气体和液相。在气相中进行非芳烃的浓缩，通过溶剂和芳烃的作用在塔顶释放出来，在液相进行浓缩，芳香烃经提纯，放置在塔底。在溶剂回收塔中，芳香烃含量较高的液相进入溶剂回收塔（以下简称C852）。该法用环丁砜-辅助剂作溶剂，增强了溶剂体系对C6馏分的溶出能力，避免萃取塔中出现双液相，从而保证提取塔稳定且易于控制;同时，在加入助溶剂后，溶剂回收塔可以在相同的操作范围内进行有效的降低贫溶剂中苯含量。本发明公开了一种预选、萃取精馏、溶剂回收、苯精处理及配套设备[1]。

2残油中苯系物高的原因

2.1减少溶剂选择性

在长时间使用后，溶剂会发生局部老化，选择性下降，不能很好的萃取苯系物。因此，在C851回流槽D852中，分苯-非芳烃共同进入，使萃余液中苯含量升高。

2.2溶剂不能从苯中分离

对于C852，TDI-8227塔顶温差小，造成C852低塔底溶剂中含有大量苯系物。在C851中降低溶剂对苯的吸收量。减小C852温度差，可以有效地分离苯和溶剂，减少不良溶剂中苯系的含量，相当于间接提高溶剂的选择性。

3调节的作用与优点

3.1符合 VI标准调合汽油

由于油罐内汽油掺合受阻的巨大压力，D852≤5标准通过调节达到苯品545标准，优化后D852≤3（D852≤3时），优化后D852≤3（D852≤3时）原苯产品标准。

①D852中苯系物含量由5.2%降至2.8%，降幅2.4%。残油输出设备流量为7000 kg/h，7 t×0.024×12 h=2 t。在C852中，苯和溶剂的有效分离使C852底物中的苯含量下降。当溶剂再生时，苯系物含量降低，轻组分含量降低。降低真空泵的负压负荷，减少抽真空泵给排空罐内等效于提高苯系物收得率。

3.2提高设备吞吐量

对苯系物进行有效分离，增加溶剂选择性，防止C851、C852中部分未分离苯系物与溶剂产生恶性循环，提高装置处理C6的能力。目前基本不存在苯系物的混合，间接提高了设备的处理能力。分析：贫溶剂中苯系物减少10.78%，装置处理能力可适当增加。最佳状态：将溶剂中的苯全部转化成C6处理量，则：9800千克/h×10%=980 kg/h×12=11760 kg/h=11.760 kg/h=11.76t11.76t×28%=3.3 t。按目前的溶剂萃取能力，每班精炼量不超过3.3 t，泵出口流量稳定12小时，D852中苯含量不超过5。P864出口时，难以判定炼油量。目前可根据D852的液位及分析结果确定。

3.3减少设备能源消耗

①C852有效地分离了苯系物，提高了溶剂的选择性。在C851中加入苯系物，使C851感光板温度保持在较低水平，降低塔底汽耗。②降低C852底底贫溶剂苯含量，减少溶剂再生时的轻组分，降低真空泵抽负压力所需负荷。降低了再用溶剂量，降低了D859和P860的负荷[2]。

4过程优化

4.1降低残油中苯系物

4.1.1给料过程仿真及优化

该萃取塔主要采用气-液相（与原来设计条件相同）和完全气相（运行条件）两种形式。当气体相加料时，残油中苯系物含量可达到6%，以满足苯系物的质量要求。

4.1.2贫溶剂温度及感盘温度优化

贫化剂温度效应，经过对贫溶率的影响分析，得出进入塔内贫溶剂的高温可防止二液相中生成。但是，高温会使萃余液中苯系物的含量增加，降低残液中苯系物的损失，但若温度太低，则会出现二相，增大控制难度。

感光板温度效应，从根敏板温度对萃取精馏结果的影响可以看出，敏感板温升高，苯中非芳烃含量下降，而废油中苯类则增加。感光片的温度控制在适当的工作范围内（127～134℃），而该温度变化对苯类非芳烃及萃余油中苯含量影响较小。

4.2溶剂分解的最优方案

4.2.1对原料水分的严格控制

该方法可以注意到回料装置及水袋内的水位变化，调节材料含水率，尽量降低其含水率。

4.2.2保证工作顺利

萃取油中溶剂量在正常稳定运行下低于理论值。由于不正常的原因浸水或冲刷，大量的溶剂将随着塔顶材料的流失，高达1%。所以，在生产过程中，要严格控制生产过程中溶剂损耗，避免产品质量波动[3]。

4.2.3降低溶剂高温脱氢缩聚及提高循环剂用量

溶剂热分解是影響设备溶剂损耗的主要因素。萃取精馏塔、脱水塔、再生塔的操作参数需进行优化，以避免因局部过热而导致的分解，确保运行平稳。缩短排出间隔，严格控制再生塔中的废渣，严格控制再生温度。采用苯洗法、苯置换法、苯回收等方法，保证了降解降解的废溶剂。为了确保真空效果，适当降低回收罐的液面，减少溶剂吸吸到真空泵中，并定期抽空真空泵。

4.3优化过程参数以减少过流频率

溶剂比例的优化提高产物纯度，在萃取精馏塔中，分离物泡点随着溶剂比例的改变而变化。随着溶剂比的不断增加，沸点共同趋于 NFM。粗苯收率在2.6～4.8范围内，粗苯纯度随溶剂比的增大而增大。在溶剂比大于4.8的情况下，溶剂中就会携带部分非芳烃，从而影响粗苯的质量。在溶解率小于4.3时，随溶剂比的增大，残油中苯系物的含量逐渐降低。在溶剂比超过4.3时，萃取油品的质量并没有随溶剂比的增大而改变。在溶剂比大于4.9时，贫化性溶剂中的苯（含量约0.5%）会闪现到给料盘内，这一因素的影响是主要原因，使苯系物中含有的苯略有增加。由上述分析可知，溶剂的比例逐渐提高，溶剂的选择性提高，可避免液-液分离，但是溶剂的比值过高，会造成能源消耗增加，液相的负荷增加。

回流比优化改善溶剂的选择性，回流比对残油率的影响较小，随着质量回流率由0.2降至1.0，对塔顶残油量的影响较小。所以，回流比应尽量减小，但要有效回收溶剂。实际上，塔身回收率为0.35左右。经优化后，提余油收率达到93%以上，浸出液中非芳烃含量可维持在1000微克/g左右。

5结论

芳香烃萃取精馏塔波动的设计原因是由于芳烃萃取精馏塔中段热量过多，导致进料板处成分不符合设计值，及上部塔板数不足以实现分离。产生此工艺的主要原因是：汽化过量，加料温度控制不合理，溶剂损失过大，精馏塔工艺控制参数不合理。计算结果表明，萃取精馏塔的溶剂比值为4.4～4.7，回流比约为0.35，有一定的提升效果。

参考文献：

[1]王刚. 芳烃抽提蒸馏塔抽提蒸馏影响因素分析[J]. 石油石化绿色低碳，2016，1（003）：P.32-37.

[2]李洪峰，李奎武. 利用流程模拟优化技术提高芳烃抽提装置经济效益的研究[J]. 石化技术，2016，023（010）：7-9.

[3]李谆泓，苏健，林先雨. 抽提蒸馏装置抽余油中苯含量影响因素分析[J]. 广东化工，2016，43（05）：152-153.