原料中碳五含量對(duì)芳烴抽提裝置的影響

摘 ?????要： 對(duì)原料進(jìn)行了分析，指出了裝置原料中碳五含量遠(yuǎn)超設(shè)計(jì)值的原因，對(duì)溶劑比、返洗比、水洗比及相關(guān)各塔的各參數(shù)進(jìn)行了調(diào)整，并進(jìn)行了開工過(guò)程質(zhì)量對(duì)比，最終滿足了芳烴抽提三苯產(chǎn)品質(zhì)量。

關(guān) ?鍵 ?詞：芳烴抽提；碳五；環(huán)丁砜；非芳

中圖分類號(hào)：TE624.4+2 ????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A ????文章編號(hào)： 1004-0935（2024）05-0798-03

本芳烴抽提裝置是中海石油寧波大榭石化有限公司餾分油綜合利用項(xiàng)目的配套裝置之一。采用中國(guó)石化集團(tuán)石油化工科學(xué)研究院開發(fā)的SAE環(huán)丁砜抽提工藝技術(shù)。加工60萬(wàn)t/a裂解石腦油加氫裝置的C₆～C₈餾分和苯乙烯裝置的C₆～C₇餾分。通過(guò)環(huán)丁砜液液抽提、溶劑回收和芳烴分離等工藝，再通過(guò)兩塔精餾，生產(chǎn)苯、甲苯和混合二甲苯產(chǎn)品，同時(shí)副產(chǎn)裂解抽余油。裝置包括芳烴抽提、芳烴精餾和公用工程三部分。裝置于2016年6月建成投產(chǎn)，年處理能力40?t。

裝置工藝原理及流程簡(jiǎn)介：溶劑液-液抽提法是分離芳烴的主要手段，該方法是一種 物理分離過(guò)程，又稱液-液萃取。它所依據(jù)的原理是利用烴類 各組分在溶劑中溶解度不同，即當(dāng)溶劑與原料油混合后，溶劑 對(duì)芳烴和非芳烴進(jìn)行選擇性溶解，形成組成和密度都不相同的 兩相，即溶劑相（分散相）、抽余相（連續(xù)相），在抽提塔中的溶劑 相與原料油在塔板之間經(jīng)過(guò)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。出抽提塔底的第一富溶劑從塔頂部進(jìn)入汽提塔，通過(guò)抽提蒸餾的 方法，輕質(zhì)非芳烴及部分芳烴從塔頂蒸出，塔底得到合格的芳烴及溶劑的混合物即第二富溶劑。汽提塔頂蒸出的輕質(zhì)非芳烴及部分芳烴作為返洗液送回抽提塔。在回收塔中采用水與芳烴共沸蒸餾方法將芳烴和溶劑分開，芳烴及水從塔頂蒸出，得到合格的芳烴產(chǎn)品及不含溶劑的水洗水；塔底得到較低烴、水含量的溶劑（即貧溶劑）。

1 ?原料分析

開工初期由于缺少原料，裝置按設(shè)計(jì)比例購(gòu)進(jìn)混芳和非芳，進(jìn)行混況作為開工原料，產(chǎn)出了合格的三苯產(chǎn)品。后來(lái)引進(jìn)裂解石腦油產(chǎn)品后，進(jìn)行各種調(diào)整，產(chǎn)品抽芳始終無(wú)法合格，導(dǎo)致三苯產(chǎn)品帶非芳，后來(lái)只能犧牲抽余油中的芳烴來(lái)達(dá)到質(zhì)量要求。

1）原料碳五含量多的主要原因是本公司餾分油綜合利用項(xiàng)目中催化裂解裝置（DCC）產(chǎn)品裂解石腦油中碳五含量超設(shè)計(jì)，導(dǎo)致裂解汽油加氫裝置汽提塔超負(fù)荷，頂碳五出料泵兩臺(tái)全開，控制閥及副線全開盡最大努力外排， 起初幾月C₆～₈產(chǎn)品中碳五質(zhì)量分?jǐn)?shù)有20%左右，經(jīng)過(guò)半年調(diào)整質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降至10%，且一直處于平穩(wěn)狀況。而根據(jù)設(shè)計(jì)PROII軟件計(jì)算，如果碳五質(zhì)量分?jǐn)?shù)超5%，產(chǎn)品抽余油中芳烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)將超設(shè)計(jì)0.4%，而抽芳中非芳質(zhì)量分?jǐn)?shù)也超設(shè)計(jì)0.3%，會(huì)引起三苯產(chǎn)品中非芳超不合格。

2）原料中芳烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)也低于設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)為63.1%，而實(shí)際芳烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)在32%～45%之間。還有原料中各組分分布與設(shè)計(jì)差別也較大，見表1。

從表1中可以看出原料組分分布甲苯比設(shè)計(jì)低7%左右。碳五環(huán)烷烴是設(shè)計(jì)的20倍左右，碳五直鏈烷烴是設(shè)計(jì)的50倍。 ?還有就是二甲苯比設(shè)計(jì)低于18%左右。從設(shè)計(jì)角度看這樣的原料對(duì)裝置各操作參數(shù)與設(shè)計(jì)出入相對(duì)較大，會(huì)直接決定產(chǎn)品質(zhì)量好壞。

2 ?對(duì)裝置各操作參數(shù)進(jìn)行調(diào)控

1）抽提塔主要操作因素有溶劑比、抽提塔返洗比、抽提塔溫度和抽提塔壓力等。經(jīng)過(guò)各種操作調(diào)整，最終確定主要影響條件是溶劑比和返洗比。操作上在保持其他相對(duì)影響小的參數(shù)不變，抽提塔頂壓力維持0.5?MPa，這樣在碳五多的情況下，可以使塔內(nèi)物料保持在液相狀態(tài)下，防止塔內(nèi)發(fā)生汽化現(xiàn)象，所以塔壓不作調(diào)整。抽提塔溫度：主要將主溶劑溫度維持在80?℃，提高溫度，也就提高了溶劑中烴的溶解度，但降低了芳烴與非芳烴之間的選擇性，為了保持穩(wěn)定的操作，且塔的負(fù)荷不高的情況下，也不調(diào)整溫度。返洗比由返洗液量和少量拔頂苯量來(lái)決定的，返洗液量，靠汽提塔汽提出來(lái)，在此工況下，盡量汽提出非芳和輕芳烴，所以將汽提塔底溫度提高到178?℃以上，頂壓控制在0.055～?0.075 MPa之間，此塔底也是到了極限溫度，再高會(huì)加速溶劑分解。此情況下返洗量還是不能滿足設(shè)計(jì)的最小返洗比，最后引苯塔頂?shù)陌雾敱絹?lái)增加返洗液，通過(guò)輕芳烴置換溶解在溶劑中的輕質(zhì)非芳烴，輕質(zhì)非芳烴置換重質(zhì)非芳烴，使溶解在溶劑中的少量非芳烴在抽提塔中有效地利用抽提原理得以除去，以提高抽芳產(chǎn)品純度。溶劑比是調(diào)節(jié)抽提回收率的主要手段，在正常的情況下，溶劑比增加，芳烴回收率增加，尤其是對(duì)二甲苯的回收率影響較大，但隨著溶劑比增加，非芳烴在溶劑中的溶解度也相應(yīng)增加，使抽出的芳烴純度下降，合適的溶劑比一般根據(jù)芳烴產(chǎn)品質(zhì)量和收率做出調(diào)整。經(jīng)過(guò)摸索確定了合適裝置的溶劑比。

2）由于碳五量超設(shè)計(jì)，抽余油流量也超設(shè)200%，那么抽余油水洗塔操作也做了相應(yīng)的調(diào)整，主要是將下循環(huán)流量提高100%，水洗量根據(jù)回收塔操作的極限量來(lái)控制。

3 ?開工過(guò)程質(zhì)量對(duì)比

裝置開工后，根據(jù)原料性質(zhì)變化，裝置做出調(diào)整前先的產(chǎn)品質(zhì)量對(duì)比，芳烴抽提裝置產(chǎn)品有抽余油和三苯，而三苯產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵是抽提部分的抽芳質(zhì)量，其化驗(yàn)分析數(shù)據(jù)直接影響三苯是否合格。

從表4中可以看到裝置在極限調(diào)整后的最佳數(shù)據(jù)，產(chǎn)品三苯質(zhì)量完成符合國(guó)標(biāo)。同時(shí)還可以看出犧牲抽余油中芳烴，其他是間對(duì)二甲苯占主導(dǎo)，也就是只損失了二甲苯收率，對(duì)苯和甲苯收率影響較少，?達(dá)到了理想效果。

從表5中可以看出經(jīng)調(diào)整后裝置性能指標(biāo)可以達(dá)到設(shè)計(jì)要求，達(dá)到良好經(jīng)濟(jì)效益。

4 ?結(jié) 論

芳烴抽提裝置原料中碳五含量超設(shè)計(jì)20倍，且芳烴含量又處于設(shè)計(jì)低限值時(shí)，通過(guò)合理運(yùn)用液液抽提原理，調(diào)整各塔罐操作參數(shù)，適當(dāng)犧牲抽余油中部分間對(duì)二甲苯，換取抽提裝置目的產(chǎn)品三苯的合格質(zhì)量。

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Effect of C₅?Content in Raw Materials on Aromatic

Hydrocarbon Extraction Unit

XV Zhonglong

（CNOOC Ningbo Daxie Petrochemical Company， Ningbo?Zhejiang 315812， China）

Abstract：?The raw materials were analyzed， and the reason why the content of C₅?in the raw materials of the plant far exceeded the design value was pointed out. The solvent ratio， backwashing ratio， washing ratio and various parameters of related towers were adjusted， and the quality of start-up process was compared， the quality of triphenyl extracted from aromatic hydrocarbons was?finally met.

Key words：?Aromatics extraction; C₅; Sulfolane; Non aromatic

收稿日期： 2023-08-10

作者簡(jiǎn)介： 徐仲龍（1977-），男，浙江寧波人，工程師，2006年畢業(yè)于浙江工業(yè)大學(xué)化學(xué)工程專業(yè)，研究方向：加氫與芳烴抽提技術(shù)。