碳五分离装置循环溶剂乙腈的精制

摘" " " 要： 提出了乙腈萃取法碳五分离装置循环溶剂精制系统及方法，循环乙腈通过溶剂精制塔进行脱氢和脱重处理，得到纯度为85%的乙腈。该技术适合循环溶剂中丙烯醇、丙酮和聚合物等含量超标时碳五分离抽提异戊二烯的流程，得到的乙腈纯度较高，可保持循环乙腈具有良好的萃取性，极大程度上节省循环溶剂乙腈的使用成本。

关" 键" 词：碳五分离； 循环溶剂； 乙腈精制

中图分类号：TQ201" " "文献标识码： A" " "文章编号： 1004-0935（2023）05-0701-03

抚顺伊科思碳五分离装置采用乙腈法技术进行萃取分离，设计规模为年处理15万t裂解碳五。经过生产实践研究，溶剂乙腈经长时间循环使用，产生以丙烯醇、丙酮及聚合物为主要组分的杂质，严重影响萃取效果，更换新鲜乙腈使生产成本明显增大。有别于传统乙腈精制工艺[1]，抚顺伊科思通过技术改革，增设溶剂精制塔，解决精制循环溶剂有效回收利用问题。

1" 背景及意义

抚顺伊科思新材料有限公司是中国石油抚顺石化公司80万t乙烯装置下游配套企业，以石油裂解制乙烯过程中副产物碳五馏分为原料，是全国首套乙腈法碳五分离装置。乙腈法优点为溶剂粘度低、能耗低、萃取效率高、操作温度低等[2-3]。

裂解碳五含30余种组分，含有碳五烷烃、烯烃、双烯烃、炔烃以及碳四、碳六等组分，其中含量较多的组分为异戊二烯、间戊二烯、环戊二烯，三者约占碳五馏分质量的40%～60%[4-7]。抚顺石化裂解碳五还含有丙烯醇、丙酮、丙醇等极性有机杂质，具体组成见表1。

原料中含1%左右的丙烯醇等极性有机杂质，这些杂质极易溶于循环乙腈之中，循环乙腈的品质影响着碳五分离装置的长周期运行以及溶剂萃取的效果。在增设乙腈精制装置之前，本司采用更换新鲜乙腈的形式提高萃取效果，这样使得生产成本提高，且剔除的粗乙腈以危废形式交于专业厂家进行处理，需要缴纳高昂的处理费用，鉴于此种情况，寻求既满足于装置萃取要求又节省成本的方式对循环乙腈进行精制。

2" 装置概况

该装置为抚顺伊科思乙腈萃取法碳五分离生产经技改后配套的乙腈精制装置。

本司碳五分离装置循环使用后的粗乙腈组成见表2。

设计溶剂精制塔，投用目的为去除循环溶剂中附集的杂质，通过单塔以先脱轻后脱重的切换完成精制任务，一塔双用，降低建造复杂精制装置的成本。

现有溶剂精制塔流程图见图1。

3" 技术操作及效果

3.1" 脱轻精制

从溶剂回收塔来的粗乙腈进入溶剂精制塔，首先进行脱轻操作，去除丙酮等杂质，脱轻过程中保证塔釜指标合格，使塔釜尽可能少的夹带轻组分，回流罐保持液位平稳微涨，轻组分从塔顶采出，具体操作参数见表3。

溶剂精制塔脱轻操作时，塔顶组分见表4。

由表4可见，经脱轻精制操作后可将溶剂中丙酮及轻组分等杂质去除，循环溶剂中剩余丙烯醇及聚合物等杂质待去除，脱轻精制过程中仅损失0.6%的乙腈。

3.2" 脱重精制

将粗乙腈中轻质杂质去除后，改变溶剂精制塔操作，将此塔改为脱重塔，去除丙烯醇和聚合物等杂质。脱轻切换脱重时需要把塔顶回流罐轻组分导净，塔釜回流罐液位保持低位后切换。脱重操作时控制塔釜液面恒定，塔顶连续采出，当塔釜乙腈含量低于2%时，采出塔釜组分，完成乙腈精制工序，具体操作参数见表5。

溶剂精制塔脱重操作时，塔釜组分见表6。

由表6可见，经脱重精制操作后可将溶剂中丙烯醇、聚合物及双环戊二烯等杂质去除，此时可得较为纯净的循环溶剂，且脱重精制过程中仅损失0.2%的乙腈。

3.3" 测试方法

3.3.1" 仪器

气相色谱仪，美国安捷伦有限公司。

3.3.2" 设备参数

进样口类型：分流/不分流进样口；柱温范围：室温-450 ℃；温度控制精度：±0.1 ℃；检测器类型：TCD热导池检测器；线性范围：107；数据采集速度：500 Hz（4 ms）。

3.3.3" 色谱条件

色谱柱：Agilent HP-INNOWAX（60 m×250μm×0.25 μm）；进样口温度：180 ℃；柱温：起始40 ℃，保持1 min，后以5℃/min的升温速率升至120 ℃，保持8 min，再以30 ℃/min的升温速率升至200 ℃，保持15 min；检测器温度：250 ℃；载气：氢气；参比流量40 mL/min；恒流流量：0.5 mL/min；分流比10∶1；进样量1 μL。

脱轻脱重精制后循环乙腈谱图见图2。

3.4" 精制效果

经过溶剂精制塔先脱轻后脱重操作后，得到可满足于萃取精馏工艺所需纯度的循环乙腈，精制后的循环乙腈组成见表7。

本司溶剂精制塔为53层塔板的浮阀塔，65 m³容积，38 m塔高，使用单塔进行先脱轻后脱重两步操作，对于传统工艺而言，降低了设备成本，操作维护简单，生产效率提高。萃取剂乙腈经过循环使用，杂质聚集，影响萃取效果，导致溶剂使用量增加，塔釜加热量增加，使整个萃取系统成本单耗增加。3个月左右的时间需要使用溶剂精制塔进行脱除杂质处理，处理后乙腈纯度可达85%以上，可满足于碳五分离萃取异戊二烯生产装置的萃取效果。

4" 结 论

与传统的乙腈精制工艺[8-10]相比，本精制乙腈技术具有可连续稳定操作，持续循环利用，生产能耗降低，操作费用减少，经济效益提高等优点。与此前循环乙腈不具备萃取效果后弃用并更换新鲜乙腈相比，极大程度节省了循环溶剂的使用成本。

参考文献：

［1］卢英俊，孙小方，潘海天. 乙腈生产及其精制工艺研究进展[J]. 科技通报，2014， 3（3）：12-18

［2］王光贤，张晋波．乙腈法碳五分离技术及二萃简介[J]. 工业科技，2014，43（10）：29-30.

［3］陈来锁，陈明衍，白岩，等．裂解碳五馏分分离ACN法和DMF法的技术经济对比[J]. 石化技术与应用，2013，31 （5）：407-411．

［4］过良，李东风，王金福．国内裂解碳五馏分分离技术的研究进展[J].石油化工，2015，44 （2）：252-260．

［5］任海伦，陈万友，程延华，等．乙腈法分离C5馏分模拟及实验研究[J]. 化工科技，2009，17 （6）：26-29．

［6］李东风，马立国. 裂解碳五馏分分离技术的研究进展[J]. 石油化工，2007，36（8）：755-763.

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［8］杨星，魏肖玲，王立新．乙腈精制系统技术改造[J]. 石化技术与应用，2004，22 （6）：441-443．

［9］白聪丽，张奔，罗艳．高纯乙腈的应用及其提纯与精制工艺[J]. 山东化工，2010，39：22-27．

［10］赵云鹏，张健，白金，等．萃取精馏隔壁塔精制含水乙腈流程模拟与优化[J]. 现代化工，2017，37（12）：186-189．

Abstract：" The system and method of circulating solvent refining of the C5 separation unit by the acetonitrile extraction method were proposed. The circulating acetonitrile is dehydrogenated and deweighted through the solvent refining tower to obtain acetonitrile with the purity of 80%. This technology is suitable for the process of C5 separation and extraction of isoprene when the content of allyl alcohol， acetone and polymer in the circulating solvent exceeds the standard. The purity of the obtained acetonitrile is high， which can maintain the good extractability of the circulating acetonitrile and greatly save the use cost of the circulating solvent acetonitrile.

Key words： C5 separation; Circulating solvent; Acetonitrile refining