芳烃抽提装置应用的优化策略

芳烃抽提装置应用的优化策略

关华清

中国石油辽阳石化分公司油化厂111003

摘要：目前我国进口油气资源在国家消费总量依然占有很大比重，这在一定程度上限制和约束了我国能源结构的调整，对外依存度的增加也对各大石油企业的管理创新提出了更为苛刻的要求。立足于芳烃抽提工艺的应用情况，文章首先对工艺基本原理进行了阐述，其次对芳烃抽提装置应用中存在的具体问题进行了总结，最后则对芳烃抽提装置的应用优化策略进行了分析，旨在提升装置应用水平，促进行业的健康发展。

关键词：芳烃抽提装置；抽提蒸馏工艺；优化策略

引言

随着我国社会主义市场经济的不断完善，目前国家对于各种能源的整体需求也在不断增加，油气资源作为人们生产生活必不可少的资源类型，其珍贵的程度也得到了世人的认可。结合目前我国的石油行业发展现状来看，由于本身储备不足，技术工艺相对落后，导致对于进口石油的需求量不断增加。为了更好的分析芳烃抽提装置的应用优化策略，现就芳烃抽提装置特点与工艺基本原理分析如下。

一、芳烃抽提装置工艺原理概述

芳烃抽提装置是一种利用萃取精馏技术实现富含芳烃的裂解加氢汽油、煤焦油或重整脱戊烷油馏分切割，以此来获得C6、C7馏分原料的装置。应用该工艺，将选取含有一定水分的环丁砜作为基础的溶剂，并通过其对烃类各组分相对挥发度影响的差异的基本原理，通过萃取精馏，实现芳烃混合物与非芳烃物质的分离，是一个典型的物理过程。与传统的液-液抽提相比，抽提蒸馏对原料要求的苛度更低，甚至可以处理更宽馏程（C6~C8）的抽提原料。

从芳烃抽提装置使用流程上来看，首先，抽提原料和环丁砜（含水）以泡点进入抽提蒸馏塔，由于环丁砜的存在，使得非芳烃物质挥发度比芳烃物质的挥发度高得多，这样通过普通的蒸馏作用就使非芳组分从抽提蒸馏塔顶蒸出，并且其中的芳烃和溶剂含量可以达到1%以下；之后，塔底富含芳烃的溶剂进入回收塔，在减压蒸馏和汽提蒸汽作用下塔顶蒸出芳烃组分，并进行最终的芳烃分馏处理，最后可以获得苯、甲苯产品；塔底贫溶剂循环使用，并可以充分回收其热能。

二、芳烃抽提装置应用过程中存在的问题

1.原料抽提设计无法满足实际需求

当前我国的抽提蒸馏装置的设计基本都是以旧的比例来进行加工和使用的，由于长期没有进行工艺的设计与更新，导致在产品结构调整时出现了重整脱戊烷油无法适应基本需求的情况，导致连续供应出现了中断。除此之外，由于芳烃抽提装置只能够完成重整脱戊烷油的加工，在极端情况下也会进一步导致抽提分馏的装置原料不符合设计需求的情况，出现设计参数上的不符，与实际设计出现较大的偏差。

2.抽提蒸馏温度的控制存在不足

在抽提装置运行过程中，其经常会出现抽提蒸馏塔与回收塔的液位不符合要求的情况，此时塔釜的温度不易控制，而溶剂的溶解能力和选择性和温度变化息息相关，进而导致两个塔的联合分离效果下降。操控温度无法达到预期的标准，就可能使产品质量不达标，导致运行失败。

3.操作压力控制缺失

为了确保抽提系统塔压力的整体稳定性，保持塔压的稳定也是主要因素之一。相对于温度因素，操作压力对抽提蒸馏过程的影响稍小一些，但抽提蒸馏塔的压力过低，可能会使抽提蒸馏塔系统产生发泡现象，影响汽液传质效率和正常操作，对于回收塔来说也会造成芳烃产品溶剂含量超标；若两塔操作压力过高，不但会使非芳和芳烃产品质量不合格，对于回收塔来说，更严重的会造成溶剂的高温分解生成酸性物质，从而对装置造成严重侵蚀。

4.溶剂质量变化

作为抽提装置的核心物质，溶剂质量的好与坏是决定抽提装置是否能长周期平稳运行的重要因素。对于我国多数抽提装置来说，其使用的溶剂都是环丁砜。在抽提装置正常运转过程中，环丁砜会一直处于一定温度下操作，而这将不可避免的使溶剂发生劣化现象。因此，在装置运行中保持环丁砜的质量，减缓其劣化速度是非常重要的。

三、芳烃抽提装置应用的优化措施

1.对工艺参数进行优化

客观上来看，抽提蒸馏的进料环节与设计值不可避免的会出现系统偏差，特别在装置的初期运行阶段，原料可能会出现组成方面的变化，此时芳烃组分的收率一般较好，但抽余油的质量就会下降。结合实际数据来看，一般脱戊烷油分馏塔顶物料中芳烃的质量分数不超过70%，并且芳烃组分中苯的含量偏低（苯质量分数一般在30%左右）。这样一来可能出现原料组成与设计指标不符的问题。结合上述特点，必须加强工艺参数的优化与管理，以此来确保纯度的稳定性，这也是现阶段提升设计质量控制指标的重要途径之一，其方式包括以下两个方面：一方面，抽提的主溶剂的设计比可以进行适当提高，提高的数值结合实际需求进行多次调整后选取较为有利的结果。主溶剂的温度要进行较精确的控制，尽可能在可控的范围内进行处理。根据实际操作经验来看，操作温度可以适当降至低于170℃，这也是有效降低抽提蒸馏塔操作温度的技术手段之一。

2.加强日常设备的检修与管理

在大多数情况下，日常设备的检修与管理都会影响抽提蒸馏塔与回收塔的使用效果，而两塔的都使用中压蒸汽作为主要的热源，重沸器的形式通常为热虹吸式或内插式。在两塔出现液位降低时，两个塔的塔底也会同步出现加热蒸汽量下降的情况，而此时如果使得塔底温度下降幅度过大，一定程度上会导致无沸腾的情况，这势必会使系统操作紊乱。介于此，必须加强日常设备的维护与管理工作。由于环丁砜溶剂的黏度偏大，因此塔底重沸器管束发生堵塞、泄漏情况及机泵出现异常的可能性也要比其他普通精馏塔高。如果出现设备异常情况也要及时对故障位置进行清除，确保运行稳定性并提升寿命周期，获得更高的投资回报。

3.加强非芳烃蒸馏塔冷气压力的技术性改造

抽提蒸馏塔和溶剂回收塔压力控制主要来源于分程控制系统。在实际操作中，塔压控制是否平稳与塔温度的控制好坏紧密相关。在实际生产中也要环境因素比如极端天气变化对系统压力造成影响，避免抽提系统压力的波动。

4.环丁砜溶剂的劣化速率受很多种因素的影响。环丁砜本身的化学热稳定性较好，也和其他化学物质一样，分解速率随着温度的升高而增大。其在220℃以下时分解速率很慢，但是一旦超过这个临界温度，其受热分解速率会大大增加。在多年的科学研究和实际生产实践中可以知道，环丁砜在有一定含水量或者在碱性环境下，可以减缓劣化速度；而环丁砜在有铁离子、酸性环境下，其老化速率会大大加快。并且环丁砜在常温下与氧气接触也会降解成酸性物质。因此，在新装置的投用开工之前一定要将管线爆破吹扫干净，并尽量对走溶剂的管线进行酸洗，装置检修后也应注意清除干净管线内残余的铁锈等杂物，并尽可能早的投用氮气系统保护。同时也要及时监测系统溶剂颜色和pH值，若溶剂呈酸洗或颜色偏深，要及时注入单乙醇胺调节pH至中性或弱酸性，并要增大溶剂再生量，待溶剂情况恢复正常时再适当降低再生量。

总结

综上所述，芳烃抽提工艺对于我国油气能源结构调整，提升技术适应性并稳定生产实践环节都具有重要的价值和作用。为了进一步强化芳烃抽提装置的应用水平，提升原料的综合利用效率，就必须尽可能提高芳烃与非芳烃产品的纯净度，对抽提过程进行系统优化的管理，以此来提升品质，为我国能源行业的发展提供良好的技术保障。

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