环丁砜抽提蒸馏工艺在炼化苯抽提装置的运用

张文佳，王斐

(中国石油天然气有限公司玉门油田分公司炼油化工总厂，甘肃 酒泉 735000)

0 引言

某石油化工企业的苯抽提装置是催化重整装置重要的配套设施，在实际生产过程中利用抽提蒸馏工艺技术，保障苯产品的高附加值。利用这一装置，可以提升重整稳定汽油的辛烷值，有利于保障苯产品的质量，同时控制能耗在设计标准范围内。本文结合企业生产分析了环丁砜抽提蒸馏工艺在炼化苯抽提装置的运用，分析装置运行中的问题并采取处理措施，顺利完成生产任务。

1 装置概况

装置利用抽提蒸馏工艺，并且利用环丁砜作为助溶剂，溶剂对原料组分的挥发度将会产生不同的影响，利用萃取蒸馏措施可以分离芳烃和非芳烃。抽提蒸馏工艺包括预分馏和抽提分馏以及溶剂回收、白土精制等环节。

汽油首先进入到脱C5塔中，将C5-馏分切除之后再进入到C6塔中，在塔顶获取抽提原料C6馏分，在塔底获取C7+馏分。经过缓冲和预热之后，C6馏分被引入抽提蒸馏塔的中部，在塔顶引入循环溶剂之后，C6馏分在塔内和循环溶剂接触之后将会产生气液两相，通过萃取精馏之后，在塔顶获取抽余油，在塔底获取高纯富溶剂，富溶剂进入到溶剂回收塔中，通过减压处理之后可以在塔顶获得高纯度苯，循环使用塔底溶剂，在再生系统中引入少量的溶剂，经过减压再生，可以保障溶剂质量，塔顶的苯进入到白土罐，将微量的烯烃脱除之后，即可获得苯产品[1]，流程如图1所示。

2 工业应用情况

2.1 原料组成

因为稳定汽油仅包含4.95%的苯质量分数，不符合设计值，导致C6馏分的苯含量也不符合设计标准。在实际生产过程中，需要增加苯的返回量。因此，调节苯含量，为了提高操作过程的稳定性，提高抽提进料的苯含量，导致抽提蒸馏的负荷率也因此增加。

2.2 物料平衡

因为设计的重整精制油初馏点比较高，根据85 ℃进行控制，利用苯抽提装置，控制初馏点在65～70 ℃，在物料平衡过程中，C5馏分收率超过了设计值，因为原料性质具有较大的差异性，将会降低重整汽油中的苯含量，但非芳烃和苯的收率在设计值范围内。如果装置进出物料加工损失比较小，说明装置保持良好的运行情况[2]。

2.3 主要运行条件

保障各个操作参数处于设计指标范围内，因为氮气管网的压力比较低，而且具有较大的波动，为了稳定性的操作脱C5塔，有效降低压强，同时降低了塔底温度和塔顶温度。抽提蒸馏塔的进料苯含量较高，因此塔底温度较低；溶剂回收塔塔板温差比较小，有利于保障分离效果。白土在反应初期具有较高的活性，为了避免发生过度反应，需要降低白土罐的温度在147 ℃范围内，从而保障苯产品的质量。此外，需要保障所有设备运行的正常性，提高操作参数的平稳性，有利于保障工业设计的质量，提高整体控制方案的可靠性。

2.4 产品性质

C5馏分和C7+重馏分以及非芳烃苯含量较低，有利于保障装置的苯回收率超过99%，从而满足设计要求，保障苯产品的纯度在99.9%以上，其余的指标可以达到设计指标，有利于保障产品的质量。

2.5 装置能耗

如果装置循环水单耗和蒸汽单耗都小于设计指标，因为在蒸汽管线中很容易存水，抽真空的效果将会因此受到影响，在生产过程中需要开展低点排凝，保障单耗高于设计值。原料苯含量比较低，需要返回苯进行混兑，提高苯含量稳定性，而且利用原料缓冲罐的备用泵全量返回，通过均匀性的混合，因为整体加工负荷比较低，保障电单耗高于设计指标，最终装置能耗低于设计值，说明装置保持良好的运行情况[3]。

3 分析存在的问题和建议

3.1 苯产品质量问题

在工作初期，苯产品的纯度为99.99%，产品的质量符合国家标准。在实际生产过程中，装置很容易出现问题，降低了苯产品的纯度，同时会影响到产品的质量，需要经过分析整改解决问题。

(1)在重整装置中引入1.0 MPa的蒸汽，如果管线比较长，或者整体用气量比较小，将会引发管线带水问题，影响到溶剂回收塔的真空度，从而降低苯产品的质量，在雨天或者突然降低气温之后，将会产生更加明显的现象。可以将疏水器安装到蒸汽管线的低点，可以发挥出切水作用，有利于降低溶剂回收塔真空度的波动性。

(2)原料苯含量低和装置负荷较低，如果苯产品流量只是达到0.5 t/h左右，再加上白土加热器具有较小的调节余度，将会影响到白土精制反应温度的稳定性，甚至会导致温度较高。精制苯经过白土表面之后，将会引发微量烯烃产生迭合反应，提高白土操作温度之后，或者流量比较低，将会引发低空速问题，提高反应速度，产生重组分，造成苯产品的质量比较低。针对这一问题，可以结合实际情况合理调整换热器的跨线开度，这样白土的温度将会因此降低，通过增加调节的余度，有利于保障白土精制反应的稳定性。

(3)如果装置操作具有较大的波动，而且苯产品纯度不符合相关标准，可以利用白土系统，避免产生重芳烃，否则将会导致系统被污染。

3.2 溶剂再生系统问题

利用溶剂再生系统的过程中，冷却溶剂再生冷凝器之后，将会大幅度地改变温度，温度超过80 ℃之后，将会引发再生系统的连锁反应。高真空操作溶剂再生系统的过程中，在负压状态中溶剂再生罐超过176 ℃，再生溶剂将会进入到溶剂再生冷凝器中，根据统一设计要求在再生冷凝器中全部冷凝处理再生溶剂，并且通过冷却温度达到50 ℃之后，在再生冷凝器中利用液相再生溶剂将会发挥出液封作用，再进入到再生溶剂凝液罐中。在实际工作中，如果液相高速的流出，将会破坏液封，一些再生溶剂还会流出冷凝器，因此降低真空度，同时会提高再生冷凝器的温度。经过合理改造，可以将阀门设置在再生冷凝器的出口管线上，这样有利于控制再生溶剂的流速，同时可以在再生冷凝器中形成气液两相。利用上述措施，可以控制再生溶剂冷后温度在50 ℃左右，同时可以保障溶剂再生系统运行的稳定性[4]。

3.3 溶剂酸化和分析

在苯抽提装置中利用环丁砜和助溶剂的复合溶剂，并且可以循环利用。助溶剂的热稳定性和化学稳定性比较高，在实际操作过程中不会产生变化。循环使用环丁砜之后，将会引发环丁砜产生降解和酸化等情况，导致溶剂系统不断劣化。出现上述问题是因为活性氧混入到系统中。因此在开工之前，需要检查系统的气密性，并且需要开展抽真空试验，保障结果符合相关要求之后再正式开工，通过正常性的操作系统，保障溶剂的质量。在开工几个月之后，如果溶剂系统如果产生酸化问题，将会降低pH值，而且会形成深褐色的溶剂，其中包含较高含量的杂质，导致泵隔离套发生泄漏问题。利用溶剂再生系统之后，可以保障溶剂的质量，颜色逐渐变浅，同时解决了贫溶剂泵的泄漏问题。此外，需要做好系统隔氧工作，并且需要保障氧封的正常性，有利于提高溶剂质量。

3.4 溶剂品质控制措施

溶剂品质降低的原因比较多，例如因为游离氧的影响。环丁砜和游离活性氧之间很容易产生氧化反应，并且在有氧状态中，在正常操作温度下可以加快环丁砜分解速度，产生装置游离氧，一方面是因为系统真空系统存在漏点，导致空气进入到抽提系统中；另一方面是因为抽提进料中存在溶解氧，或者是因为抽提用的水中包含溶解氧。在装置检修过程中，气密和真空符合相关试验要求，而且在正常运行中没有投用真空泵系统，同时可以保障溶剂回收塔压力的稳定性，或者系统具有良好的气密性。如果溶剂变差，可以确定是因为气密性问题引发的。

水也会影响到溶剂。抽提系统的容积中包含一些水，一方面可以降低溶剂回收温度，另一方面可以降低溶剂凝点，在抽提过程中水发挥着助剂的作用。而水也会影响到溶剂品质，如果含水量比较高，发生水解反应之后将会产生磺酸，因此降低溶剂质量，同时会降低pH值，溶剂质量也会因此受到影响。而且溶剂具有较高的含水量，还会降低溶剂溶解芳烃能力，抽余油产品质量受到影响，还会引发芳烃损失。

操作温度也会影响到溶剂质量。环丁砜具有良好的稳定性，但是温度超过180 ℃将会产生热分解现象，不断提高温度之后将会加快分解速度。在实际生产过程中，没有完善操作溶剂噪声管，因为液位计堵塞问题影响到液位稳定性，不利于精确判断真实的液位，乳沟加热盘管局部比较热，将会热分解溶剂。

(1)严格控制氧进入系统。抽提装置在运行初期主要是利用透明凝结水，整体氧含量比较高，这是因为重整单元压缩机机组凝汽器过冷度比较大。因为压缩机凝气压力是重要的参数，不能随意调整，因此在检修过程中可以更换改造管线，并且可以排查负压系统的阀门和导淋等，避免在抽提系统中引入活性氧。

(2)控制操作温度。如果抽提负荷不变，需要维持塔底温度的稳定性。全面监控溶剂系统，如果溶剂再生罐液位发生失灵问题，可以利用再生罐进料分支冲洗液位计的管线，并且制定科学的操作方案，合理控制冲洗的频率，提高液位计指示的精准性。操作人员要注意关注罐体的温度，因此确定液位，避免因为假液位影响到实际生产，保障再生罐操作过程的可控性。

(3)控制氯离子。通过分析抽提原料油和贫溶剂以及水包水，发现抽提原料的氯质量浓度较低，而且溶剂系统和汽提水中包含一定的氯。在更换脱氯剂之后，稳定抽提原料油氯质量浓度在0.5 mg/L范围内。为了降低系统氯离子质量浓度，可以通过降低抽提用水氯含量浓度。抽提装置在生产过程中，采出抽余油和混合芳烃产品之后，将会慢慢降低溶剂中的水。因为产品水含量较低，那么将会缓慢下降抽提溶剂中的水含量，因此补水操作频率也相对较低。在利用抽提装置的过程中，采出抽余油和混合芳烃产品之后，将会缓慢降低溶剂中的水分。工作人员需要定期向溶剂回收塔的回流罐中补水，并且在汽提发生器的壳程排水，利用这种操作方式可以高速置换系统水循环，避免在系统中富集氯。

(4)净化溶剂质量。溶剂中包含较多的机械杂质，在进料和贫溶剂换热器部位设置溶剂过滤器，并且要定时切换，因此提高溶剂质量。此外，需要定期更换贫溶剂循环泵等关键机泵，避免在溶剂中累积悬浮杂质。利用上述措施，有利于改善溶剂品质。例如某装置运行一年，在大检修之前保留溶剂样品，颜色非常深，当前装置产品质量出现波动，在大检修中发现进料换热器管程和气体蒸汽发生器管程以及溶剂再生罐蒸汽加热盘部位存在很多的深色溶剂聚合物，产生严重的溶剂劣化程度。技术人员为了改变这一问题，制定了科学的生产方案，明显改善了溶剂质量，溶剂样品的颜色也越来越浅，显著提高了溶剂质量，可以保障抽提装置运行的稳定性。

4 结语

环丁砜抽提蒸馏工艺在炼化苯抽提装置的运用，在实际工作中需要加强控制装置中的氯含量，避免环丁砜发生降解和酸化等问题。此外，在白土精制过程中，需要保障白土催化的活性，注意控制首次投用温度在130 ℃范围内，避免因为过度反应而降低苯产品的质量。