環(huán)丁砜分解對芳烴抽提裝置的影響及預(yù)防措施

文 章

（中國石油廣西石化公司，廣西 欽州 535008）

生產(chǎn)工藝

環(huán)丁砜分解對芳烴抽提裝置的影響及預(yù)防措施

文 章

（中國石油廣西石化公司，廣西 欽州 535008）

分析了芳烴裝置抽提蒸餾工藝中導(dǎo)致環(huán)丁砜分解的因素，以及環(huán)丁砜分解對裝置的影響，并提出了相應(yīng)的預(yù)防措施。

環(huán)丁砜；分解；芳烴抽提裝置；影響； 對策

目前，芳烴抽提裝置的主要原料是催化重整生成油和由乙烯裝置副產(chǎn)的裂解汽油。這些原料中除芳烴外，還含有烷烴、環(huán)烷烴和烯烴等非芳烴物質(zhì)。因這些原料油中的非芳烴和目標芳烴的沸點相近，且易形成共沸物，一般的蒸餾方法不能分離出高純度的芳烴。

溶劑抽提法是工業(yè)上應(yīng)用最廣的芳烴分離方法，是利用溶劑對芳烴和非芳烴溶解度（或相對揮發(fā)度）差異大而將芳烴抽提出來的。溶劑的性能對于芳烴收率、產(chǎn)品質(zhì)量、設(shè)備容積、操作費用、生產(chǎn)安全等影響最大，是芳烴抽提的關(guān)鍵因素。環(huán)丁砜是繼甘醇類溶劑后發(fā)展起來的一種優(yōu)良的多功能溶劑，用于抽提工藝具有選擇性高、水電汽耗量低、溶劑和芳烴易分離等優(yōu)點，已成為當今世界上普遍使用的芳烴抽提溶劑。我國從20世紀70年代起，已引進多套此類裝置。而環(huán)丁砜在使用過程中，由于各種因素的影響，會發(fā)生老化分解，給裝置的正常生產(chǎn)運行帶來很大的影響。

1 芳烴抽提工藝原理

環(huán)丁砜抽提蒸餾工藝是抽提蒸餾工藝的一種，其工作原理是在一種高選擇性的溶劑中不同組分的相對揮發(fā)度不同。在含有芳烴和非芳烴的混合物中，溶劑中非芳組分的相對揮發(fā)度會高于芳烴組分的揮發(fā)度。這種相對揮發(fā)度的提高可以使非芳烴在一個簡單的分離塔中被分離到塔頂，而芳烴則被回收到塔底。

進料經(jīng)過熱的循環(huán)溶劑加熱后進入抽提蒸餾塔的中部。貧溶劑進入抽提蒸餾塔的頂部，通過氣/液分離操作，選擇性地抽提出芳烴到塔底。塔頂?shù)姆欠紵N要經(jīng)過進一步冷凝；一部分塔頂物料作為回流返回到塔頂，這部分回流可以返洗掉帶到塔頂?shù)娜軇?/p>

抽提蒸餾塔底的富溶劑進入溶劑回收塔，在溶劑回收塔內(nèi)芳烴會被汽提至塔頂。使用汽提蒸汽可以推動烴類的汽提。溶劑回收塔在真空下操作，以降低塔底物料的沸點。溶劑回收塔底的貧溶劑在返回抽提蒸餾塔前要經(jīng)過一系列換熱器進行熱量回收。溶劑回收塔頂?shù)姆紵N產(chǎn)品經(jīng)過冷凝后和側(cè)線抽出物一起作為抽出液被送到苯/甲苯分離部分進行進一步的分離，經(jīng)過分離后會得到高純度的苯和甲苯產(chǎn)品。

圖1 環(huán)丁砜抽提蒸餾工藝流程

2 環(huán)丁砜分解的因素

環(huán)丁砜的分解與溫度、空氣、氯離子、添加劑等因素都有關(guān)系。

2.1 溫度

環(huán)丁砜在220℃表現(xiàn)出良好的熱穩(wěn)定性。在此溫度下，環(huán)丁砜慢慢分解出二氧化硫和不飽和的、可聚合的物質(zhì)，所產(chǎn)生的物質(zhì)使產(chǎn)品帶褐色。以惰性氣體或空氣鼓泡，測出的環(huán)丁砜分解速率列于表1。熔點測定表明，環(huán)丁砜樣品在所列溫度下加熱150～500h之后，盡管顏色變化很大，但對純度的影響很小。

表1 環(huán)丁砜熱分解速率

2.2 空氣

環(huán)丁砜是無色的液體，但通常見到的環(huán)丁砜呈淡黃色，這是它與空氣接觸氧化的結(jié)果。有關(guān)實驗研究表明，有空氣存在時，SO2的釋放量要比無空氣時多，pH值下降也較明顯，這說明氧氣對環(huán)丁砜影響較大。另外有研究表明，有氧存在時，環(huán)丁砜還可發(fā)生水解，生成有腐蝕性的磺酸。

2.3 氯離子

有關(guān)研究表明，氯離子極易與環(huán)丁砜發(fā)生化學反應(yīng)，使其變成酸性物質(zhì)，并在高溫下與烯烴產(chǎn)生聚合物，使系統(tǒng)中的貧溶劑pH值迅速下降。

2.4 添加劑

環(huán)丁砜抽提系統(tǒng)的添加劑主要有2種，一種是調(diào)節(jié)pH值用的醇胺類化合物，另一種是抑制環(huán)丁砜發(fā)泡用的硅油。2種添加劑都必須按工藝要求及時正確地添加，否則會造成溶劑損失。特別是單乙醇胺的調(diào)節(jié)作用只在溶劑變質(zhì)前才有效，如果環(huán)丁砜已經(jīng)發(fā)生劣化，pH值很低，酸性較強時，添加單乙醇胺并不能使pH值得到有效調(diào)節(jié)而緩解溶劑劣化；尤其是當單乙醇胺添加量較多時，回收塔溫度較高，而單乙醇胺的沸點較低(170℃)，會很快分解，分解的銨鹽會大量累積，堵塞設(shè)備。

3 環(huán)丁砜分解對裝置的影響

3.1 工藝方面的影響

環(huán)丁砜的分解在工藝方面的影響，可總體歸納為以下幾個方面:1）使系統(tǒng)中的溶劑選擇性、溶解度等性能下降，增大了操作難度，同時使得產(chǎn)品質(zhì)量下降，甚至會出現(xiàn)芳烴與非芳烴產(chǎn)品同時不合格的情況。2）使換熱器結(jié)垢，塔盤堵塞，影響換熱設(shè)備和塔盤的效率，增大了裝置的加工能耗。3）使得單乙醇胺的加入量增大；同時在環(huán)丁砜溶劑通過已有的再生措施不能恢復(fù)到較佳性能的情況下，需要補入大量新鮮溶劑來維持操作，使得“三劑”消耗增大，成本增加。

3.2 設(shè)備方面的影響

環(huán)丁砜分解使得系統(tǒng)pH值下降，設(shè)備、管線、儀表等腐蝕嚴重，甚至發(fā)生泄漏，嚴重影響裝置的安全、平穩(wěn)、長周期運行。同時，由于系統(tǒng)的腐蝕及結(jié)垢現(xiàn)象嚴重，增大了檢維修難度和費用。

4 預(yù)防環(huán)丁砜分解的措施

根據(jù)環(huán)丁砜溶劑分解因素的分析，對芳烴抽提裝置提出幾點預(yù)防措施，具體如下:

1）對于抽提蒸餾系統(tǒng)各塔塔底的操作溫度，要嚴格控制在180℃下，不能超溫或使塔底溫度驟升驟降。

2）抽提蒸餾系統(tǒng)的原料罐、溶劑罐、回流罐等均要加上氮封，嚴格防止氧氣的進入。同時，對抽提系統(tǒng)開工及局部檢修結(jié)束投用時，要對設(shè)備進行嚴格的氮氣置換，并且對真空系統(tǒng)進行嚴格的氣密和抽真空試驗，防止空氣在生產(chǎn)中進入系統(tǒng)內(nèi)。

3）要監(jiān)控原料中的氯離子含量（主要是以重整生成油為原料的芳烴抽提裝置），嚴防原料帶氯。同時對系統(tǒng)補充水也要進行分析，嚴防帶氯。此外，還要嚴格監(jiān)測冷卻器是否泄漏，必要時應(yīng)改變冷卻水的來源。

4）要按工藝要求正確地加入添加劑，同時要及時正確地清除系統(tǒng)中的雜質(zhì)。

[1] 路昆，方東海，李玉淑.關(guān)于芳烴抽提溶劑環(huán)丁砜保護問題的探討[J].化工科技，2006，14（5）:16-19.

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Effect of Decomposed Sulfolane on Aromatics Extraction Unit and Preventive Measures

WEN Zhang
(Guangxi Petrochemical Company, CNPC, Qinzhou 5350 08,China)

TE 624.5+1

B

1671-9905(2015)04-0058-02

2015-02-08