苯抽提溶劑劣化對裝置的影響及對策

馬 賽

（中國石油長慶石化公司，陜西咸陽 712000）

苯抽提溶劑劣化對裝置的影響及對策

馬 賽

（中國石油長慶石化公司，陜西咸陽 712000）

長慶石化公司15萬t/年苯抽提裝置，采用環(huán)丁砜為萃取劑，生產(chǎn)石油苯產(chǎn)品。環(huán)丁砜在外界各種因素影響下可能劣化變質(zhì)，劣化的環(huán)丁砜雜質(zhì)變多、pH值下降、選擇性和溶解度變差。通過分析溫度、空氣、氯離子、水等各因素對環(huán)丁砜劣化速度影響，結(jié)合溶劑劣化對本裝置造成的產(chǎn)品質(zhì)量下降、設(shè)備腐蝕等不良影響的事件，提出了恢復(fù)和保持環(huán)丁砜性質(zhì)的相關(guān)對策。

苯抽提；環(huán)丁砜；劣化；腐蝕

1 工藝原理

苯抽提過程是一種物理分離方法，其原理是利用烴類各組分在溶劑中溶解度不同，即當溶劑與原料油進行液-液接觸時，溶劑對芳烴和非芳烴進行選擇性溶解，形成組成和密度都不相同的兩相：溶劑相和抽余相。在抽提塔中的溶劑相與原料油在塔板之間經(jīng)過多次逆流接觸傳質(zhì)，最終在塔頂?shù)玫椒紵N含量很低的抽余油，在塔底得到富含芳烴的富溶劑。

2 環(huán)丁砜劣化因素分析

2.1 溫度的影響

溫度對環(huán)丁砜的影響是導(dǎo)致其分解，產(chǎn)生SO2，pH值下降，產(chǎn)生酸性腐蝕。在180℃以上環(huán)丁砜會加速分解，主要因素是環(huán)丁砜中存在少量環(huán)丁烯砜雜質(zhì)，環(huán)丁烯砜受熱易產(chǎn)生SO2，遇水形成SO或經(jīng)氧化后與水形成SO。 由 于 生 成 SO2，SO2與系統(tǒng)中水作用生成酸，導(dǎo)致系統(tǒng)pH值下降，產(chǎn)生酸性腐蝕，高溫還導(dǎo)致聚合物的生成，使溶劑變質(zhì)[1]。

2.2 空氣的影響

環(huán)丁砜是無色液體，但遇空氣氧化后就會變黃，在180℃條件下，對環(huán)丁砜貧溶劑進行劣化實驗，實驗分別在空氣和氮氣（N2濃度高于99.5%）環(huán)境下進行。結(jié)果表明，有空氣存在時，SO2釋放量增加，pH值明顯下降，溶劑劣化。

2.3 氯離子的影響

由于苯抽提原料來自重整汽油，而重整裝置對于重整汽油餾分中微量的氯離子處理不是很完全，這部分氯離子會被帶入環(huán)丁砜溶劑系統(tǒng)。即使抽提原料中攜帶的氯離子只有1×10-6左右，但溶劑中氯離子會富集，較高的氯離子必然會造成溶劑的劣化和系統(tǒng)的腐蝕[2]。

2.4 水的影響

有水存在的條件下，會加速環(huán)丁砜的分解酸化，在180℃的條件下，對不同水含量的環(huán)丁砜進行劣化實驗。當水含量超過 3%時，其腐蝕率急劇增加、熱穩(wěn)定性迅速下降。

3 環(huán)丁砜劣化對裝置的影響

3.1 設(shè)備腐蝕

2013年大檢修期間，設(shè)備檢查過程中發(fā)現(xiàn)苯抽提換熱器產(chǎn)生腐蝕，特別是汽提塔底重沸器E0204，局部區(qū)域已腐蝕內(nèi)漏，重沸器內(nèi)漏后，部分蒸汽進入環(huán)丁砜，溶劑中的水含量升高，更加速了溶劑劣化，對設(shè)備的腐蝕更加嚴重，如此便產(chǎn)生了惡性循環(huán)。所以在2013年大檢修期間更換了E0204管束材料，由普通碳鋼更換成抗腐蝕性更好的316號不銹鋼。

3.2 溶劑選擇性變差

2014年底，裝置苯產(chǎn)品質(zhì)量出現(xiàn)間斷性不合格，經(jīng)取樣分析，溶劑pH為6.5和氯離子含量10.1×10-6、膠狀物含量高達1 000×10-6以上，溶劑劣化現(xiàn)象明顯。利用2014年底不合格苯中間罐樣的分析數(shù)據(jù)，可判斷為苯產(chǎn)品里非芳含量偏高，導(dǎo)致的苯純度與結(jié)晶點不合格。這表明溶劑選擇性變差，溶解度開始下降，選擇性變差，苯中間罐樣合格率變低。

經(jīng)分析此次溶劑嚴重劣化的原因可能是2013年大檢修中只添加了部分溶劑，由于換熱器內(nèi)漏產(chǎn)生的輕度劣化溶劑，在氯離子和溫度波動的綜合作用下性能進一步惡化。

3.3 苯硫含量超標

苯經(jīng)過白土塔后，硫含量有較大程度的升高，從而判斷白土塔內(nèi)殘余硫較高，此部分應(yīng)該是由于溶劑分解而產(chǎn)生的硫在此富集，最終導(dǎo)致苯產(chǎn)品中硫含量超標。經(jīng)分析原因為在8月25日暴雨影響下，苯抽提裝置中壓蒸汽溫度波動，溶劑環(huán)丁砜分解。

4 恢復(fù)及保持溶劑性能的方法

4.1 進行溶劑再生

2014年12月4日至20日，山東濟南瑞東科技有限公司采用陰離子交換樹脂法對我公司15萬t/年苯抽提裝置溶劑進行了為期17d的溶劑再生處理。

處理后溶劑中的氯含量由10.0×10-6降至4.2×10-6，pH值由6.5提高到10.2，溶劑質(zhì)量得到明顯改善。處理后，溶劑外觀清澈透明，長時間靜置無沉淀物和懸浮物。

4.2 優(yōu)化操作溫度

我公司苯抽提裝置采用3.5MPa蒸汽減壓的2.3MPa蒸汽加熱，保證低溫減壓系統(tǒng)的平穩(wěn)操作。通常蒸汽溫度應(yīng)在190℃左右。在生產(chǎn)中，由于溫度高容易造成溶劑分解，所以在操作波動較大時，應(yīng)注意優(yōu)化操作條件，防止汽提塔和回收塔底溫超溫。

5 結(jié)束語

1）現(xiàn)階段操作中影響本裝置溶劑劣化速度的原因主要為溫度的波動，過高的溫度能加速溶劑的降解，所以在出現(xiàn)極端天氣和蒸汽壓力波動等意外情況時要提前調(diào)節(jié)防止超溫。

2）要對重整汽油脫氯罐后的氯含量加強監(jiān)控，如果該化驗結(jié)果長期超過1×10-6，要及時切換脫氯罐，防止氯離子在環(huán)丁砜中富集。

3）如果苯抽提的塔底重沸器內(nèi)漏，會使溶劑中的水含量急劇上升到3%以上，使溶劑劣化速度大大加快。所以要加強對貧溶劑中水含量的監(jiān)控，如有重沸器內(nèi)漏情況發(fā)生能及時發(fā)現(xiàn)、及時處理。

4）定期檢查各個儲罐的氮封狀態(tài)，確保其正常投用，最大限度地避免氧氣隨物料帶入抽提系統(tǒng)或者直接與溶劑接觸而導(dǎo)致溶劑氧化降解。

[1] 顧侃英.芳烴抽提中環(huán)丁砜的劣化及其影響.石油學(xué)報，2000，16（4）：19-25.

Effect of Degradation of Benzene Extraction Solution on Equipment and Its Countermeasures

Ma Sai

Changqing Petrochemical Company 150，000 tons/year benzene extraction device，the use of sulfolane as extractant，the production of petroleum benzene products.Sulfolane may deteriorate and deteriorate under the influence of various factors，deterioration of sulfolane impurities，PH degradation，selectivity and solubility deterioration.In this paper，the effects of factors such as temperature，air，chloride ion and water on the degradation rate of sulfolane were analyzed，and the countermeasures were put forward to restore and maintain the properties of sulfolane，which was related to the deterioration of product quality caused by solvent deterioration and the corrosion of equipment.

benzene extraction；sulfolane；deterioration；corrosion

TQ241

B

1003-6490（2017）12-0090-02