中国石油大庆炼化公司炼油一部重整抽提装置
摘要:某石化总厂炼油厂8 000 t/a汽提塔发泡现象及其产生的原因进行了分析,并提出了解决办法,收到了良好的效果。
关键字:苯抽提;汽提;泡沫
环丁砜液-液抽提法这一过程具有以下几个主要特征:
a.利用环丁砜抽提技术,以环丁砜抽提为溶剂,可得到高纯度、回收率高的苯产;
b.一种适用于高沸点碳氢化合物原料的高沸点的溶剂;
c.短暂的启动和较长的操作周期;
d.在减少设备蒸汽消耗的情况下,使用无处理废水的废水,并减少废水的排放量;
e. 使用SUPER-SAE—Ⅱ流程,可以减少抽余油中环丁砜类溶剂及水分的含量,改善抽余油品质;
f.使用特殊的溶剂过滤再生工艺,以改善重沸器的效能及溶剂的再生能力,以保持溶剂的回收品质,降低溶剂的损失。
1流程
苯抽提装置以预分馏及芳香烃抽提为主体,经蒸馏得到合格的抽提液,抽提单元经液-液抽提过程实现芳香烃与非芳香烃的高效分离,并经共沸精馏实现芳香烃与溶剂的分离。
2起泡现象
从2011年开始,该装置多次出现汽提起泡现象,并对整厂的平稳运行造成了很大的危害。2013年2月初,汽提塔因膜分离部件性能降低,加上上游设备停工,加上剩余油洗效果不佳,导致溶剂大量流失,重新启动后,其运行状况并不稳定,需不断向塔顶排放返洗液以维持塔内压力平稳,并且出现小气泡现象。经反抽提泵将溶剂少量、多次注入后恢复正常;由于2013年七月下旬由于汽提塔的再沸器渗漏,导致系统中的水过量,仅能就地排出带有溶剂的水,导致溶剂有大量的溶剂流失。
损失大,起泡现象也比较严重,经过维修,更换了再沸器,重新投入生产。若干起泡现象的出现如下:
(1)在汽提过程中,由于塔顶回流箱D-706液面不能得到有效的控制,抽提塔顶部回流箱中的分水器在数秒之内就被溶液填满;
(2)一般状态下,回流泵进口介质的密度是0.75,当液体密度1.25流经该泵时,会引起马达电流的急剧增加,从而导致水泵自动停机。
(3)在返回槽突然充满时,大量的溶剂及碳氢化合物经排放管路流入火炬系统的分液箱。
(4)当顶部调节阀PIC-7207关小一或二个百分点时,泡沫迅速产生,所以,需要使汽提塔顶部阀门始终处于大开口状态,并通过向地下溶剂槽排放过量的返洗液FIC7217的数量,以控制泡沫,但是,由于塔顶汽化量太大,塔底液面会缓慢降低。
3汽提装置起泡的危害与成因
3.1汽提装置起泡的危害
在环丁砜提取设备中,发泡是一种常见的现象。环丁砜气提过程中,因被分离物料的特性,常出现泡沫现象。泡沫发生时,会引起塔内液体溢出,造成汽提塔容量下降,汽提塔底保不住液位而停车,最终导致整个抽提单元停工,并有可能使大量环丁砜溶剂损失。
3.2汽提过程中气泡产生的机理与成因
在环丁砜抽提装置反抽提过程中,气液界面因传质作用而呈现出高表面张力,气泡也随之增大。汽提原料组分的表面张力。环丁砜类溶剂为高表面张力,其次为芳香烃、C6索烃、C5索烃,而在汽提过程中,只有少量的苯会挥发出来,而这两种成分的表面张力是最小的,因此,汽提过程中的液相成分的表面张力也是最高的,这两种物质的质量传递都会产生很大的表面张力差异,从而使汽提塔的起泡性能优于其他体系。汽提塔在设计时,就已经考虑到了泡沫的使用寿命和暂时升高的问题,因此,有的设备在设定的进料量下运转良好,但如果进料量高于设定值,则会增加起泡的可能。此外,由于水具有较高的表面张力,因此溶剂中不能包含过多的水分,不然会导致泡沫的发生,同时,在汽提底部的重沸器发生渗漏时,由于溶剂和水互串,更容易引起泡沫。
在汽提过程中,对起泡的影响主要是以下几个方面:
(1)原材料的作用
与抽提苯、甲苯、二甲苯的装置相比,单苯抽提塔由于非芳族浓度低,使其原料表面张力低,而在抽提塔底富溶剂中,非芳族及微量芳香族组分的蒸汽提塔液面张力增加,更易于起泡。
(2)设备负荷
随着原料用量的增加,汽提系统的负荷也随之增大,而且由于操作灵活性的下降,极易出现泡沫、溢流等问题。
(3)抽提装置的分界面
抽提塔中的界面应该保持在一个合适的水平,否则会有较多的非芳族化合物流入,从而导致泡沫的产生。装置在运行不稳的情况下,曾出现过因抽提塔底界面太低而发生起泡的情况,因此,在装置启、停和正常运行过程中,都需要使抽提塔底部有一个很高的接触面,通常是60%~70%。
(4) 气提原料的温度与压力
由于溶剂循环量、苯回收塔底温度以及富、贫溶剂换热器的运行情况,决定了气提塔的进料温度。由于汽提的原料温度较高,原料进入塔中后,随着原料的不断增加,气泡的发生几率也随之增大。目前,该装置的进料温度为94℃,比设计值106℃低,不会造成过多闪发。
随着塔压的提高,原料液闪蒸的减少,提高了汽提的分离效果,提高了产物的石油苯纯度。所以,该设备的汽提塔工作压力必须是很小的,并且在不高于180° C的情况下(为了防止溶剂的分解),使其尽可能地高,从而减少泡沫溢出的可能性,并且可以节省蒸汽,确保产品的品质。目前,汽提装置的运行压力高于
65千帕。
4汽提装置起泡问题的解决措施
针对汽提过程中出现的起泡问题,提出了一系列的应对措施:
4.1原材料分析
原物料的芳香族烃含量为67.52%;然而,实际生产中非芳烃(70%-80%)偏高(约65%),而环烷烃(30%)偏高(约5%),而环烷烃(含环烷烃)在抽提塔中更容易溶出,导致气提过程中非芳烃含量偏高,导致即便运行温度较低,也会出现起泡现象。
4.2 关键技术参数的调节
(1) 溶剂配比:为了确保富液中碳氢化合物的含量为30%-35%,将溶剂配比从2.1增加到2.6-2.7。
(2)返洗比例:从原来的0.5提高到0.6-0.9,得到了较好的效果。
(3)稀溶剂温度:将稀溶剂的进料温度设定在90° C,将稀溶剂的温度降到90° C,在改善溶剂选择性的同时,也能降低汽提的进料温度,对汽提装置的运行十分有利,将稀溶剂的入口温度由88℃下降到80-81℃,得到良好的结果。
可知,在稀溶剂降温后,抽提塔底部和汽提塔的温度都得到了提高,这对提高溶剂选择性和提高汽提塔的稳定性有很大帮助。将稀溶剂的温度降到较低时,得到的抽提物中的非芳族成分从0.13%下降到0.1%(最低为0.07%),并且使抽提物的操作更加平稳。
(4)当汽提比较平稳后,应及时组织对湿溶剂进行处置,将溶剂的损耗降到最低。
(5)循环溶剂污染也会导致汽提产生起泡,因此,必须确保溶剂再生塔和稀溶剂滤清器的正常使用,并确保回收溶剂的清洁。
(6)采用间歇回流法,避免了反冲洗过程中烯烃和轻非芳胺的积累,确保了反冲洗液中溴的含量小于10。
(7)间歇加入三种溶剂,使三种溶剂的用量保持在5 t/h左右,使塔底烃类负载低于35%,并有助于稳定塔中的底界。
(8)定期注入多效工艺溶液,小负载下每周一次的注入量为1桶,高芳烃负载下每周2桶/周≤85%。
(9) 汽提及回收塔底部温度宜为(160±2)℃,且操作过程中不能出现较大的波动;
虽然上一次大修后,汽提的底沸器再次出现了渗漏,导致溶剂中的水含量增加,直到九月份才进行了更换,在此过程中,通过以上的措施,基本上没有再发生起泡的情况。
5结论
环丁砜抽提装置因起泡,会对其工艺负荷及正常运行产生不利影响,并有可能造成操作波动,造成溶剂损耗。汽提过程中,原料成分、汽提工艺等都会对汽提的发泡过程产生影响。因此,在正常运行时,要尽量增大气提塔的工作压力,并使反洗液中的烯烃含量降到最低[5]。
(1)通过调节合适的溶剂比例,使其达到30%-35%体积比,这取决于转化后的汽油中芳香族化合物的含量,并通过连续使用第3种溶剂来稳定抽提塔底部界面,从而提高抽提系统的运行状况,避免汽提塔起泡。
(2)确保了消泡剂(多效工艺液体)的不断喷射,对于保持气提装置的平稳运转是非常重要的。
(3)设备的平稳运行是防止汽提泡沫发生的关键,因此,在调节运行参数时,应尽量控制波动,以保证汽提的顺利运行。
参考文献:
[1]侯祥麟。中国石油炼制工艺[M].北京:中国石油化学工业出版社,1991.