苯抽提裝置溶劑劣化原因分析與對策

王 玫

（玉門油田煉油化工總廠重整車間，甘肅玉門 735000)

玉門油田分公司汽油調(diào)和組分主要為催化裂化汽油和催化重整汽油，裝置設(shè)計產(chǎn)能80kt/a（以抽提塔進(jìn)料為準(zhǔn)），根據(jù)上游重整裝置生產(chǎn)的穩(wěn)定汽油產(chǎn)量，本裝置脫C5塔進(jìn)料為405.7kt/a，裝置操作彈性為60%～110%；年設(shè)計開工8 400h。近年來重整汽油與催化汽油的生產(chǎn)比例約在1:1。根據(jù)汽油新標(biāo)準(zhǔn)，苯含量要求在1.0%以下，而重整汽油苯含量一般在7%左右，調(diào)和后汽油中苯超標(biāo)，使全廠汽油生產(chǎn)較為被動。因此需要分析苯抽提裝置溶劑劣化原因分析與對策。

1 環(huán)丁砜溶劑劣化原因分析

1.1 高溫引起的環(huán)丁砜溶劑分解

環(huán)丁砜溶劑雖然沸點(diǎn)為287℃，但是在周圍環(huán)境溫度超過220℃時就會出現(xiàn)分解現(xiàn)象，可分解為二氧化硫以及不飽和聚合物。環(huán)丁砜溶劑熱分解速度會隨著溫度的升高而升高。苯抽提裝置加熱時使用的熱介質(zhì)為3.5MPa蒸汽，經(jīng)過處理之后降至2.2MPa，溫度在215℃左右，主要是為了預(yù)防環(huán)丁砜溶劑發(fā)生熱分解。在實際生產(chǎn)中，抽提蒸餾塔以及溶液回收塔的工作溫度為150～180℃，在該環(huán)節(jié)中可能由于局部溫度過熱引起微量分解的情況。加熱介質(zhì)溫度控制在中等水平時不會對溶液系統(tǒng)的酸堿值以及溶液質(zhì)量造成較大的影響，但是工藝操作方面的問題可能會導(dǎo)致熱分解加速，包括液面過低、加熱介質(zhì)溫度升高較快等問題，同時對于環(huán)丁砜溶劑的酸堿值也會造成直接影響。溶解再生塔使用的是經(jīng)過處理的蒸汽，溫度在120～200℃，在該環(huán)節(jié)進(jìn)行有效管理需要合理控制處理溫度和壓力，并確保貧溶劑的穩(wěn)定進(jìn)料。但是在實際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，操作人員的水平有限，很難對進(jìn)料量以及處理溫度進(jìn)行穩(wěn)定控制，可能導(dǎo)致再生處理塔液位產(chǎn)生偏差，從而出現(xiàn)溫度失控的情況，這一現(xiàn)象的發(fā)生與溫度過高引起的熱分解以及溫度過低無法達(dá)到再生效果有密切的相關(guān)性。為了避免再生連鎖情況的發(fā)生，需要頻繁調(diào)節(jié)塔底蒸汽量，這對連續(xù)工作造成影響，可能導(dǎo)致再生過程變得間斷化。隨著裝置運(yùn)行時間的增加，底部溶解劑降解產(chǎn)物會逐漸附著在設(shè)備表面，影響了換熱效率，這就容易引起局部溫度過高的情況，從而導(dǎo)致環(huán)丁砜溶劑出現(xiàn)熱分解的情況。環(huán)丁砜溶劑受到熱分解影響會產(chǎn)生二氧化硫和丁二烯，其中二氧化硫與水反應(yīng)可生成硫酸，從而導(dǎo)致設(shè)備腐蝕，丁二烯也可引起聚合反應(yīng)造成大量物質(zhì)沉積進(jìn)而引起管線堵塞。

1.2 密封效果差導(dǎo)致環(huán)丁砜溶劑氧化降解

密封效果對環(huán)丁砜溶劑的影響主要集中在活性氧引起的氧化還原反應(yīng)，系統(tǒng)密封性差可導(dǎo)致大量空氣進(jìn)入系統(tǒng)。環(huán)丁砜溶劑是一種無色透明溶劑，但是在實際工作中發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中的環(huán)丁砜溶劑多為淡黃色，甚至是發(fā)黑，這主要是由于活性氧引起的氧化分解反應(yīng)引起的溶劑顏色改變，可導(dǎo)致酸堿值改變，長此以往不但影響環(huán)丁砜溶劑的理化性能，甚至導(dǎo)致設(shè)備腐蝕、結(jié)垢而堵塞導(dǎo)管，影響系統(tǒng)運(yùn)行效果，增加了生產(chǎn)風(fēng)險。密封效果差主要是由于負(fù)壓系統(tǒng)與真空系統(tǒng)存在問題引起的。

1.3 水解反應(yīng)加重環(huán)丁砜溶劑劣化

純環(huán)丁砜的凝點(diǎn)為26℃，為了便于運(yùn)輸通常會加入水，從而讓其凝點(diǎn)降至5℃。在實際工作中由于設(shè)備腐蝕與密封泄漏的情況，因此塔底水冷管也存在泄漏的問題。在經(jīng)過使用之后的環(huán)丁砜溶劑水含量可達(dá)到5%，隨著水含量的提升，貧溶劑的酸堿值下降，因此酸性提升，加快了設(shè)備的腐蝕效果，熱穩(wěn)定性進(jìn)一步下降[1]。此外，抽提過程中的水可將氧氣帶入系統(tǒng)，加重了環(huán)丁砜溶劑劣化，影響設(shè)備的使用壽命。

2 苯抽提裝置環(huán)丁砜溶劑劣化的對策

2.1 嚴(yán)格控制系統(tǒng)溫度，預(yù)防環(huán)丁砜溶劑熱分解

為了預(yù)防環(huán)丁砜溶劑劣化，在實際生產(chǎn)過程中需要嚴(yán)格控制系統(tǒng)溫度，尤其是熱介質(zhì)溫度，確保系統(tǒng)工作環(huán)境溫度的合理性?；厥账诇囟刃枰刂圃?50～180℃，再生塔溫度需要控制在170～185℃。同時由于再生處理過程是連續(xù)性操作，因此在實際工作中需要精密控制，避免溫度大幅變化引起的波動，確保工作環(huán)境溫度的平穩(wěn)性[2]。在裝置的日常維修檢驗中，一定要將換熱器底部的沉積物、雜質(zhì)進(jìn)行徹底清理，避免沉積物、雜質(zhì)影響換熱效率而導(dǎo)致的局部過熱現(xiàn)象發(fā)生。

2.2 加強(qiáng)系統(tǒng)密封性能，避免環(huán)丁砜溶劑氧化分解的發(fā)生

相關(guān)研究通過觀察發(fā)現(xiàn)，真空實驗過程中壓力在0.03MPa時，系統(tǒng)壓力升高不超過0.002MPa即為合格。回收塔與再生系統(tǒng)主要是利用真空泵抽吸空氣制造真空環(huán)境，若系統(tǒng)密封效果不好，進(jìn)入系統(tǒng)中的活性氧可造成環(huán)丁砜溶劑降解，從而導(dǎo)致其pH下降。因此在氣密檢查中，在沒有達(dá)到要求之前不能進(jìn)料加工。同時，在補(bǔ)加溶解劑時需要嚴(yán)格按照相關(guān)操作及標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，避免氧氣進(jìn)入系統(tǒng)引起的氧化分解反應(yīng)。

2.3 密切觀察環(huán)丁砜溶劑的pH

在實際生產(chǎn)管理過程中，需要保持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，定期采集樣品進(jìn)行檢驗，檢查貧溶劑的含量及成分，避免雜質(zhì)影響溶劑質(zhì)量，并采取嚴(yán)格的質(zhì)量控制方法，避免檢驗數(shù)據(jù)誤差的發(fā)生。技術(shù)人員需要密切觀察貧溶劑顏色、含量以及理化性質(zhì)的檢驗結(jié)果，經(jīng)過科學(xué)的分析與計算之后合理加入足夠量的單乙胺醇。同時，在實際工作過程中需要合理控制工作環(huán)境溫度，保障單乙胺醇的使用效果，進(jìn)一步預(yù)防環(huán)丁砜溶劑pH下降，從而提高抽提系統(tǒng)的工作效率。

2.4 加強(qiáng)脫水處理，預(yù)防設(shè)備腐蝕

在生產(chǎn)管理過程中需要嚴(yán)格參照相關(guān)工藝的要求，尤其是冬天溫度較低，需要關(guān)注工作塔液位變化，及時處理。換熱器泄漏是影響環(huán)丁砜溶劑含水量的重要因素之一，在操作過程中除了需要合理控制溫度之外，還需要提高設(shè)備腐蝕情況的監(jiān)控管理，尤其是長時間運(yùn)行設(shè)備的養(yǎng)護(hù)管理，及時疏通堵塞的管道，更換腐蝕設(shè)備，避免水進(jìn)入環(huán)丁砜溶劑，從而確保環(huán)丁砜溶劑的使用效果。因此在實際生產(chǎn)中需要密切觀察環(huán)丁砜溶劑的水含量，避免設(shè)備腐蝕，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。

2.5 控制助溶劑含量

助溶劑在苯抽提裝置中的使用主要是為了降低熱強(qiáng)度，從而減少環(huán)丁砜溶劑分解的情況，同時能夠提高回收效率。一般情況下苯回收純度在99.95%左右，隨著助溶劑含量的增加，回收塔底的溫度可進(jìn)一步下降。助溶劑含量在5%～15%時苯回收率滿足實際工作的要求，但是在超過15%時，可能導(dǎo)致回收塔靈敏板溫度顯著升高，影響回收效果，因此需要有效控制助溶劑的含量，避免影響系統(tǒng)生產(chǎn)效率。在日常管理過程中，技術(shù)人員需要關(guān)注助溶劑添加對環(huán)丁砜溶劑的影響，認(rèn)真采集貧溶劑樣本和檢驗工作。發(fā)現(xiàn)助溶劑含量過低時，需要經(jīng)過合理檢驗與計算之后添加足夠量的助溶劑，從而確保環(huán)丁砜溶劑的穩(wěn)定性。一般情況下，助溶劑含量在13%～20%，在實踐過程中，需要將助溶劑控制在10%～15%，從而滿足實際生產(chǎn)的需求。

3 結(jié)語

要想進(jìn)一步預(yù)防環(huán)丁砜溶劑劣化，需要做到下幾點(diǎn)：①合理控制回收塔、再生塔溫度；再生處理過程中需要確保進(jìn)料的穩(wěn)定性與再生過程的連續(xù)性，確保溫度平穩(wěn)。在設(shè)備檢修過程中需要及時清理各種沉積物，從而避免局部過熱的情況發(fā)生，避免環(huán)丁砜溶劑的劣化。②加強(qiáng)系統(tǒng)密封性，確保真空泵的有效運(yùn)行，預(yù)防空氣進(jìn)入系統(tǒng)。③為了預(yù)防環(huán)丁砜溶劑劣化引起的設(shè)備腐蝕，需要密切觀察環(huán)丁砜溶劑pH變化，并及時添加單乙胺醇，延長設(shè)備的使用壽命。④為了預(yù)防環(huán)丁砜溶劑含水量較高，需要加強(qiáng)脫水處理，觀察換熱器工作狀況，確保環(huán)丁砜溶劑濃度合理。⑤為了避免助溶劑的影響，需要合理控制助溶劑的含量，從而更好地發(fā)揮環(huán)丁砜溶劑的 作用。