碳五分離裝置循環(huán)溶劑乙腈的精制

摘" " " 要： 提出了乙腈萃取法碳五分離裝置循環(huán)溶劑精制系統(tǒng)及方法，循環(huán)乙腈通過溶劑精制塔進行脫氫和脫重處理，得到純度為85%的乙腈。該技術(shù)適合循環(huán)溶劑中丙烯醇、丙酮和聚合物等含量超標(biāo)時碳五分離抽提異戊二烯的流程，得到的乙腈純度較高，可保持循環(huán)乙腈具有良好的萃取性，極大程度上節(jié)省循環(huán)溶劑乙腈的使用成本。

關(guān)" 鍵" 詞：碳五分離； 循環(huán)溶劑； 乙腈精制

中圖分類號：TQ201" " "文獻標(biāo)識碼： A" " "文章編號： 1004-0935（2023）05-0701-03

撫順伊科思碳五分離裝置采用乙腈法技術(shù)進行萃取分離，設(shè)計規(guī)模為年處理15萬t裂解碳五。經(jīng)過生產(chǎn)實踐研究，溶劑乙腈經(jīng)長時間循環(huán)使用，產(chǎn)生以丙烯醇、丙酮及聚合物為主要組分的雜質(zhì)，嚴(yán)重影響萃取效果，更換新鮮乙腈使生產(chǎn)成本明顯增大。有別于傳統(tǒng)乙腈精制工藝[1]，撫順伊科思通過技術(shù)改革，增設(shè)溶劑精制塔，解決精制循環(huán)溶劑有效回收利用問題。

1" 背景及意義

撫順伊科思新材料有限公司是中國石油撫順石化公司80萬t乙烯裝置下游配套企業(yè)，以石油裂解制乙烯過程中副產(chǎn)物碳五餾分為原料，是全國首套乙腈法碳五分離裝置。乙腈法優(yōu)點為溶劑粘度低、能耗低、萃取效率高、操作溫度低等[2-3]。

裂解碳五含30余種組分，含有碳五烷烴、烯烴、雙烯烴、炔烴以及碳四、碳六等組分，其中含量較多的組分為異戊二烯、間戊二烯、環(huán)戊二烯，三者約占碳五餾分質(zhì)量的40%～60%[4-7]。撫順石化裂解碳五還含有丙烯醇、丙酮、丙醇等極性有機雜質(zhì)，具體組成見表1。

原料中含1%左右的丙烯醇等極性有機雜質(zhì)，這些雜質(zhì)極易溶于循環(huán)乙腈之中，循環(huán)乙腈的品質(zhì)影響著碳五分離裝置的長周期運行以及溶劑萃取的效果。在增設(shè)乙腈精制裝置之前，本司采用更換新鮮乙腈的形式提高萃取效果，這樣使得生產(chǎn)成本提高，且剔除的粗乙腈以危廢形式交于專業(yè)廠家進行處理，需要繳納高昂的處理費用，鑒于此種情況，尋求既滿足于裝置萃取要求又節(jié)省成本的方式對循環(huán)乙腈進行精制。

2" 裝置概況

該裝置為撫順伊科思乙腈萃取法碳五分離生產(chǎn)經(jīng)技改后配套的乙腈精制裝置。

本司碳五分離裝置循環(huán)使用后的粗乙腈組成見表2。

設(shè)計溶劑精制塔，投用目的為去除循環(huán)溶劑中附集的雜質(zhì)，通過單塔以先脫輕后脫重的切換完成精制任務(wù)，一塔雙用，降低建造復(fù)雜精制裝置的成本。

現(xiàn)有溶劑精制塔流程圖見圖1。

3" 技術(shù)操作及效果

3.1" 脫輕精制

從溶劑回收塔來的粗乙腈進入溶劑精制塔，首先進行脫輕操作，去除丙酮等雜質(zhì)，脫輕過程中保證塔釜指標(biāo)合格，使塔釜盡可能少的夾帶輕組分，回流罐保持液位平穩(wěn)微漲，輕組分從塔頂采出，具體操作參數(shù)見表3。

溶劑精制塔脫輕操作時，塔頂組分見表4。

由表4可見，經(jīng)脫輕精制操作后可將溶劑中丙酮及輕組分等雜質(zhì)去除，循環(huán)溶劑中剩余丙烯醇及聚合物等雜質(zhì)待去除，脫輕精制過程中僅損失0.6%的乙腈。

3.2" 脫重精制

將粗乙腈中輕質(zhì)雜質(zhì)去除后，改變?nèi)軇┚扑僮?，將此塔改為脫重塔，去除丙烯醇和聚合物等雜質(zhì)。脫輕切換脫重時需要把塔頂回流罐輕組分導(dǎo)凈，塔釜回流罐液位保持低位后切換。脫重操作時控制塔釜液面恒定，塔頂連續(xù)采出，當(dāng)塔釜乙腈含量低于2%時，采出塔釜組分，完成乙腈精制工序，具體操作參數(shù)見表5。

溶劑精制塔脫重操作時，塔釜組分見表6。

由表6可見，經(jīng)脫重精制操作后可將溶劑中丙烯醇、聚合物及雙環(huán)戊二烯等雜質(zhì)去除，此時可得較為純凈的循環(huán)溶劑，且脫重精制過程中僅損失0.2%的乙腈。

3.3" 測試方法

3.3.1" 儀器

氣相色譜儀，美國安捷倫有限公司。

3.3.2" 設(shè)備參數(shù)

進樣口類型：分流/不分流進樣口；柱溫范圍：室溫-450 ℃；溫度控制精度：±0.1 ℃；檢測器類型：TCD熱導(dǎo)池檢測器；線性范圍：107；數(shù)據(jù)采集速度：500 Hz（4 ms）。

3.3.3" 色譜條件

色譜柱：Agilent HP-INNOWAX（60 m×250μm×0.25 μm）；進樣口溫度：180 ℃；柱溫：起始40 ℃，保持1 min，后以5℃/min的升溫速率升至120 ℃，保持8 min，再以30 ℃/min的升溫速率升至200 ℃，保持15 min；檢測器溫度：250 ℃；載氣：氫氣；參比流量40 mL/min；恒流流量：0.5 mL/min；分流比10∶1；進樣量1 μL。

脫輕脫重精制后循環(huán)乙腈譜圖見圖2。

3.4" 精制效果

經(jīng)過溶劑精制塔先脫輕后脫重操作后，得到可滿足于萃取精餾工藝所需純度的循環(huán)乙腈，精制后的循環(huán)乙腈組成見表7。

本司溶劑精制塔為53層塔板的浮閥塔，65 m3容積，38 m塔高，使用單塔進行先脫輕后脫重兩步操作，對于傳統(tǒng)工藝而言，降低了設(shè)備成本，操作維護簡單，生產(chǎn)效率提高。萃取劑乙腈經(jīng)過循環(huán)使用，雜質(zhì)聚集，影響萃取效果，導(dǎo)致溶劑使用量增加，塔釜加熱量增加，使整個萃取系統(tǒng)成本單耗增加。3個月左右的時間需要使用溶劑精制塔進行脫除雜質(zhì)處理，處理后乙腈純度可達85%以上，可滿足于碳五分離萃取異戊二烯生產(chǎn)裝置的萃取效果。

4" 結(jié) 論

與傳統(tǒng)的乙腈精制工藝[8-10]相比，本精制乙腈技術(shù)具有可連續(xù)穩(wěn)定操作，持續(xù)循環(huán)利用，生產(chǎn)能耗降低，操作費用減少，經(jīng)濟效益提高等優(yōu)點。與此前循環(huán)乙腈不具備萃取效果后棄用并更換新鮮乙腈相比，極大程度節(jié)省了循環(huán)溶劑的使用成本。

參考文獻：

［1］盧英俊，孫小方，潘海天. 乙腈生產(chǎn)及其精制工藝研究進展[J]. 科技通報，2014， 3（3）：12-18

［2］王光賢，張晉波．乙腈法碳五分離技術(shù)及二萃簡介[J]. 工業(yè)科技，2014，43（10）：29-30.

［3］陳來鎖，陳明衍，白巖，等．裂解碳五餾分分離ACN法和DMF法的技術(shù)經(jīng)濟對比[J]. 石化技術(shù)與應(yīng)用，2013，31 （5）：407-411．

［4］過良，李東風(fēng)，王金福．國內(nèi)裂解碳五餾分分離技術(shù)的研究進展[J].石油化工，2015，44 （2）：252-260．

［5］任海倫，陳萬友，程延華，等．乙腈法分離C5餾分模擬及實驗研究[J]. 化工科技，2009，17 （6）：26-29．

［6］李東風(fēng)，馬立國. 裂解碳五餾分分離技術(shù)的研究進展[J]. 石油化工，2007，36（8）：755-763.

［7］張利粉，王俊榮．裂解碳五餾分中戊二烯的提取分離[J]. 化工科技市場，2008，31 （9）：21-23．

［8］楊星，魏肖玲，王立新．乙腈精制系統(tǒng)技術(shù)改造[J]. 石化技術(shù)與應(yīng)用，2004，22 （6）：441-443．

［9］白聰麗，張奔，羅艷．高純乙腈的應(yīng)用及其提純與精制工藝[J]. 山東化工，2010，39：22-27．

［10］趙云鵬，張健，白金，等．萃取精餾隔壁塔精制含水乙腈流程模擬與優(yōu)化[J]. 現(xiàn)代化工，2017，37（12）：186-189．

Abstract：" The system and method of circulating solvent refining of the C5 separation unit by the acetonitrile extraction method were proposed. The circulating acetonitrile is dehydrogenated and deweighted through the solvent refining tower to obtain acetonitrile with the purity of 80%. This technology is suitable for the process of C5 separation and extraction of isoprene when the content of allyl alcohol， acetone and polymer in the circulating solvent exceeds the standard. The purity of the obtained acetonitrile is high， which can maintain the good extractability of the circulating acetonitrile and greatly save the use cost of the circulating solvent acetonitrile.

Key words： C5 separation; Circulating solvent; Acetonitrile refining