苯抽提溶劑環(huán)丁砜的劣化及保護措施

嚴(yán)潔 周興(中國石油玉門油田分公司煉油化工總廠，甘肅 酒泉 735200)

1 環(huán)丁砜的性質(zhì)

環(huán)丁砜是非質(zhì)子性的強極性有機硫溶劑，具有溶解能力強、選擇性高、分解溫度比沸點低等特性。

2 環(huán)丁砜的劣化因素

2.1 溫度

在溫度達(dá)到220℃下環(huán)丁砜易受熱分解產(chǎn)生SO2和不飽和有機酸，SO2可與系統(tǒng)中的水生成酸性物質(zhì)產(chǎn)生腐蝕性，不飽和有機酸則極易聚合生成大分子聚合物[1］。一方面使抽提系統(tǒng)的pH值下降，進(jìn)一步加速溶劑的老化；另一方面對抽提設(shè)備的酸性腐蝕也相當(dāng)嚴(yán)重。

2.2 氧氣

環(huán)丁砜本是無色，但通常我們見到的是淡黃色，這就是它與空氣接觸氧化的結(jié)果。環(huán)丁砜與氧氣接觸會被氧化變黃、變黑，pH值會明顯下降,還會使溶劑加速老化變質(zhì)[2］。

2.3 氯離子

氯離子極易與環(huán)丁砜發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使其變成酸性物質(zhì)，并在高溫下與烯烴生成聚合物，使系統(tǒng)中的pH值迅速下降。

2.4 系統(tǒng)含水

純環(huán)丁砜的凝點為26℃左右。為運輸和操作方便,一般都在環(huán)丁砜中摻入3%的水，使其凝點下降到5℃左右。經(jīng)過芳烴抽提裝置運行的環(huán)丁砜，其水含量有時可高達(dá)5%。隨著水含量的提高，試液的pH值降低、腐蝕率增加、熱穩(wěn)定性下降。當(dāng)水含量超過3%時，其腐蝕率急劇增加、熱穩(wěn)定性迅速下降[3］。

3 環(huán)丁砜劣化影響

3.1 對產(chǎn)品質(zhì)量的影響

環(huán)丁砜溶劑降解如不及時處理會在溶劑系統(tǒng)形成惡性循環(huán)，造成溶劑質(zhì)量下降，溶劑比增大，苯回收率降低，芳烴純度下降等惡性效果。

3.2 對換熱器和塔器的影響

環(huán)丁砜溶劑降解后產(chǎn)生的酸性物質(zhì)會腐蝕管線設(shè)備，降解后形成的聚合物比較粘稠，是一種黑色的聚合物，該聚合物用普通的過濾器基本上無法過濾出去，因此，在環(huán)丁砜溶劑的循環(huán)使用過程中，環(huán)丁砜分解物被帶到抽提塔和貧富溶劑換熱器內(nèi)，并逐步積累在換熱器的管束上和抽提塔的塔板上，長時間運行會導(dǎo)致堵塞和腐蝕設(shè)備。

4 溶劑的保護

4.1 控制系統(tǒng)溫度

高溫是溶劑劣化的主要原因，所以控制好溫度能有效的減緩溶劑劣化速率。

本裝置中汽提塔C704和回收塔C705是帶有塔底再沸器直接給溶劑提供熱源的單元。汽提塔內(nèi)介質(zhì)為第一富溶劑，主要成分為苯、溶劑以及少量的非芳，在塔底加熱的過程中，再沸器出口平均溫度較高時會達(dá)到170℃，富溶劑在與再沸器管程局部接觸的部位，可能達(dá)到比170℃更高的溫度，這時溶劑就會開始分解。同理，回收塔內(nèi)為第二富溶劑，主要成分為苯和溶劑，回收塔容易受到進(jìn)料量、塔頂壓力等因素的影響而產(chǎn)生波動，在波動的過程中，再沸器出口溫度能達(dá)到190℃，這就加大了溶劑的分解速度。

在生產(chǎn)操作中，將汽提塔塔底溫度控制在160℃，回收塔底溫度為165℃，進(jìn)一步調(diào)節(jié)回收塔的操作，避免波動使回收塔超溫。

4.2 防止氧氣進(jìn)入系統(tǒng)

在裝置的日常生產(chǎn)過程中，進(jìn)行以下作業(yè)時，會將氧氣帶入到系統(tǒng)中：汽提塔的回流罐D(zhuǎn)706頂設(shè)置有D707，用來加入多效工藝液，每次添加后，管線內(nèi)就會殘存空氣；回流罐D(zhuǎn)706頂放空管線與總廠低壓瓦斯管網(wǎng)相連，如有設(shè)備故障，低壓瓦斯不能外排，網(wǎng)管壓力升高，氣體竄入回流罐D(zhuǎn)706中；回收塔的回流罐頂放空管線，經(jīng)過改造后與地下溶劑罐相連，當(dāng)?shù)叵氯軇┕迌?nèi)液面升高，必須處理時，打開罐頂人孔蓋子，空氣就會進(jìn)入罐中；水系統(tǒng)定期補水時，由于條件所限，需要臨時接皮帶，皮帶內(nèi)的空氣會直接進(jìn)入系統(tǒng)。

實際操作中，回流罐D(zhuǎn)706和D708頂?shù)牡獨庋a壓閥應(yīng)該常開，一方面是保持系統(tǒng)壓力，另一方面是為了將系統(tǒng)與外界隔開，避免外界氣體進(jìn)入；棄用皮帶接管線進(jìn)行補水操作的方法，恢復(fù)原脫氧水管線，這樣補水操作就在相對密閉的環(huán)境中進(jìn)行，有效避免空氣進(jìn)入；定期用氮氣對溶劑儲罐、添溶劑管線和補水管線進(jìn)行氣體置換；另外在開停工時，都要注意管線、設(shè)備的密封保護，防止空氣介入。

4.3 防止氯離子進(jìn)入系統(tǒng)

氯離子的來源，通常是由再沸器、冷卻器、原料中帶水及系統(tǒng)補充的循環(huán)水帶入。為防止氯離子對環(huán)丁砜的影響要注意以下幾點：(1)密切注意各塔液位的變化，嚴(yán)格監(jiān)視再沸器、冷卻器是否有泄漏，如有泄漏情況，立即將該設(shè)備切除，并盡快修理；(2)嚴(yán)防原料中帶水。一方面要加強原料罐的脫水工作，從源頭把住帶水關(guān)，另一方面加強預(yù)分餾塔的回流罐切水，防止回流帶水進(jìn)入抽提系統(tǒng)；(3)系統(tǒng)循環(huán)水不足時，需補入新鮮的除氧水，補入的除氧水應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)中總的循環(huán)水量而定。

4.4 防止溶劑跑損

在生產(chǎn)過程中，還要防止因為操作不當(dāng)或設(shè)備泄漏造成的溶劑跑損，增加經(jīng)濟損失。所以，操作時，應(yīng)注意觀察抽提系統(tǒng)各塔底液面的變化情況，如設(shè)備發(fā)生了泄漏，塔底液位下降，此時，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)狀況，對有關(guān)溶劑的工藝流程中的設(shè)備和泵進(jìn)行注意檢查，并采取適當(dāng)?shù)拇胧?/p>

5 結(jié)語

在苯抽提操作中，由于氧的進(jìn)入，會導(dǎo)致環(huán)丁砜劣化，進(jìn)而給生產(chǎn)帶來諸如環(huán)丁砜消耗增加、系統(tǒng)出現(xiàn)腐蝕、溶劑顏色變深、換熱器和塔盤堵塞、抽余油芳烴含量升高等不良影響，因此環(huán)丁砜在抽提操作中必須采取適當(dāng)?shù)谋Ｗo措施。嚴(yán)格控制操作溫度，避免與空氣中氧接觸和避免與循環(huán)水中氯離子接觸，適量添加多效工藝液，可有效降低環(huán)丁砜溶劑的老化分解速度，延長溶劑的使用壽命。環(huán)丁砜的劣化與空氣、添加劑、原料及環(huán)丁礬本身品質(zhì)等因素有關(guān)不能忽視，還應(yīng)對其相關(guān)系統(tǒng)的工藝、設(shè)備、儀表問題進(jìn)行綜合分析和改進(jìn)。

[1]譚天恩.化工原理［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005：43-47.

[2]趙仁殿.芳烴工藝學(xué)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001：47-51.