影響芳烴抽提裝置石油苯質(zhì)量的因素及對策

蔡立棟 趙靜（蘭州石化公司煉油廠，甘肅蘭州730060）

影響芳烴抽提裝置石油苯質(zhì)量的因素及對策

蔡立棟 趙靜（蘭州石化公司煉油廠，甘肅蘭州730060）

介紹了芳烴抽提裝置苯產(chǎn)品由于水含量高、苯塔塔頂冷卻負(fù)荷不足、回流不足造成組分切割不清等的影響因素。針對影響因素采取了提高沉降時間、清洗空冷翅片和清理堵塞孔板等措施，解決苯產(chǎn)品的質(zhì)量問題。

芳烴抽提；苯；石油苯545；結(jié)晶點

1 原因分析

首先統(tǒng)計2015年至2016年8月中旬，總共1452組數(shù)據(jù)中，苯產(chǎn)品質(zhì)量未達(dá)到“石油苯545”的項目及所占比例，其中影響質(zhì)量最大的項目是結(jié)晶點和甲苯含量。

追根溯源找到影響質(zhì)量的四個主因：一是苯塔進(jìn)料中水含量高；二是空冷冷卻負(fù)荷不足；三是苯塔回流不足；四是混芳純度波動。

首先苯塔進(jìn)料來自芳烴抽提系統(tǒng)，而芳烴抽提系統(tǒng)采用的是液液萃取技術(shù)，需要通過一定量的水循環(huán)來回收非芳烴帶走的溶劑，所以在回收塔的回流罐中，要保證有2-3t/h的水洗水量，其中混芳量大概為35-40 t/h，而水在苯中的溶解度為0.064g/100g（30℃），也就是說混合芳烴中含有大量的游離水，達(dá)到飽和的狀態(tài)。

其次是由于空冷冷卻負(fù)荷不足，這主要也是原料苯含量升高引起的。2015年上半年生產(chǎn)苯1.75萬噸，至2016年同期生產(chǎn)苯2.38萬噸，苯的產(chǎn)量提高了近1.36倍，加之苯的質(zhì)量指標(biāo)升級，純度要求增加后，回流量增加，所以造成苯塔塔頂負(fù)荷增加。而塔頂?shù)目绽淅鋮s負(fù)荷不足，由于受到西北地區(qū)的氣候影響，空冷翅片多被塵土覆蓋，換熱效率降低，在夏季高溫天氣回流溫度最高達(dá)到55℃，造成產(chǎn)品的質(zhì)量出現(xiàn)問題，甲苯含量升高。

第三是回流量不足。在2015年5月苯塔出現(xiàn)問題，在兩臺泵并聯(lián)同時運(yùn)行的情況下，回流量儀表指示也達(dá)到了滿量程，但回流罐的液位仍居高不下，石油苯質(zhì)量中，甲苯含量多次超標(biāo)。

第四是混芳純度不足。抽提系統(tǒng)的汽提塔在冬季塔頂熱源可以通過與熱媒水換熱，來降低回流溫度，但是夏季沒有熱媒水的情況下，回流溫度一直居高不下。

2 整改措施及效果

（1）為了降低苯塔進(jìn)料中的水含量，首先從源頭著手，降低回收塔回流罐的溫度至25℃以下，通過降低溫度來降低混合芳烴中水的溶解度，同時保證回流罐液位在55%以上，增加了停留時間，排出大量的明水。在管理方面加強(qiáng)芳烴沉降罐和原料罐的切水，通過開展有效的激勵措施，降低源頭中的水含量。

同時也可以通過延長油水在回流罐內(nèi)的停留時間來減少回流的含水量。根據(jù)斯托克定律，當(dāng)分散介質(zhì)粘度一定時，水滴直徑越大，其沉降速度越快。所以提高停留時間，可以保證油水分離的效果。苯塔回流罐的體積為11.6m3，回流量最高達(dá)到52m3/h，當(dāng)液位控制在50%時，容積為5.8 m3，停留時間為6.7min，不足10min。通過提高回流罐液位，當(dāng)提至80%時，停留時間可以增至12min。通過提高停留時間的方法，盡量脫除苯中的水，提高苯的結(jié)晶點。

（2）冷卻負(fù)荷低的問題，首先從空冷著手，在每年的春季，對空冷翅片進(jìn)行清洗，使用高壓水槍將翅片中的泥塵洗去，提高換熱效率，并定期檢查空冷電機(jī)和皮帶等附件，確保設(shè)備能夠長周期運(yùn)行。

（3）苯塔回流不足的問題主要是回流的流量孔板堵塞造成的，打開孔板法蘭后發(fā)現(xiàn)，孔板上方堆積了很多塊狀固體顆粒，經(jīng)過分析主要是白土。這是由于白土塔中的催化劑在裝卸過程中，產(chǎn)生大量粉塵，隨油品帶入到苯塔，在苯塔回流罐中低溫聚集，經(jīng)過苯塔回流泵后聚集在孔板處造成堵塞。

（4）為了防止汽提塔頂冷卻負(fù)荷不足，造成混合芳烴中非芳烴含量超標(biāo)，在夏季沒有熱媒水的情況下，通過增加臨時流程，給熱媒水換熱器接入除鹽水，來降低汽提塔頂溫度，保證塔壓力不超過0.16MPa，確保了汽提蒸汽中不含非芳烴，提高混合芳烴純度，保證了苯產(chǎn)品質(zhì)量。

3 優(yōu)化過程，開展技措提質(zhì)量

目前石油苯質(zhì)量升級為“石油苯545”仍存在一些問題，在高溫天氣、大處理量下，還有一些瓶頸問題需要改善，水含量和回流溫度高造成的石油苯結(jié)晶點和甲苯含量高的問題，是下一步需要解決的關(guān)鍵點。通過優(yōu)化過程，將有計劃的開展技措，使產(chǎn)品質(zhì)量得到有效控制。

（1）為了提高回流罐中的油水分離效果，目前有一種新型的回流罐設(shè)計，同時在工業(yè)上也有較好的應(yīng)用。

新型回流罐采用擴(kuò)大管徑和終端擴(kuò)為喇叭口的方法，增大流體截面面積，并將喇叭口方向背向油水分離區(qū)，大大減小了進(jìn)料對油水分離的擾動。安裝捕沫絲網(wǎng)也能較好地吸收進(jìn)料攜帶的動能，同時將霧狀水滴凝聚成大水滴，加劇了游離水的沉降速度。

（2）苯產(chǎn)品后增加水聚結(jié)器。苯中的水是以微小液滴的形式存在于連續(xù)相中，常見的分離設(shè)備難以脫除。通過增設(shè)聚結(jié)器，微小水液滴吸附在其中的纖維上，并在流體的推動下沿著纖維運(yùn)動，小液滴在纖維的交叉點發(fā)生碰撞，聚結(jié)成大液滴，最終與連續(xù)相通過重力分離。

（3）在2014年抽提改造過程中，設(shè)計院對苯塔的冷卻負(fù)荷進(jìn)行了恒算，提出空冷的冷卻面積能夠達(dá)到設(shè)計，但是電機(jī)功率較低。空冷建議更換大功率的電機(jī)和高效的葉片，以增加苯塔的塔頂冷卻負(fù)荷，降低回流溫度，保證苯塔中足夠的冷回流，以降低產(chǎn)品中的甲苯含量。

（4）精餾系統(tǒng)采用白土塔脫除進(jìn)料中的烯烴含量，保證酸洗比色合格。石油苯質(zhì)量升級后，要求烯烴的含量減少了一倍，相應(yīng)提高了白土塔的苛刻度，所以催化劑壽命縮短。為了能夠延長和保護(hù)催化劑的使用周期，白土塔操作由一開一備改為“串聯(lián)利廢”，也就是將單罐不足以達(dá)到脫除烯烴能力的白土塔串聯(lián)在新白土塔的前面，將剩余的催化劑活性全部利用完，以延長催化劑壽命，并降低苯產(chǎn)品的酸洗比色。

4 結(jié)語

針對影響苯產(chǎn)品質(zhì)量的因素，采取了提高沉降時間、清洗空冷翅片和清理堵塞孔板等措施，使得苯產(chǎn)品的質(zhì)量得到控制和提升。進(jìn)一步分析，在特殊工況下，高溫天氣、大處理量下存在的一些瓶頸問題，同時還有水含量和回流溫度高的情況，提出了改造回流罐、增加液液聚結(jié)器、空冷更換大功率電機(jī)等優(yōu)化方案，將有計劃的開展技措，使產(chǎn)品質(zhì)量得到有效控制。