重整苯抽提装置发泡的原因分析及对策

周 彤，张路春

（中国石油玉门油田炼油化工总厂， 甘肃 酒泉 735200）

重整苯抽提装置发泡的原因分析及对策

周 彤，张路春

（中国石油玉门油田炼油化工总厂， 甘肃 酒泉 735200）

介绍了中国石油玉门油田分公司炼化总厂重整加氢车间8万t/a苯抽提装置的工艺技术特点，总结抽提系统汽提塔发泡的现象幵对其原因进行了分析，同时采取了相应的措施，有效防止汽提塔发泡，取得了较好的效果。

苯抽提；汽提塔；发泡

玉门油田分公司炼油化工总厂8万t/a苯抽提装置采用北京金伟晖工程技术有限公司的SUPER-SAE-Ⅱ专利技术（环丁砜液液抽提工艺），依托配套现有重整装置，于2007年8月建成，2008年8月投产。

该工艺的主要特点如下：

a.采用环丁砜抽提工艺，以环丁砜为抽提溶剂，可获得回收率、高纯度的苯产品[1]；

b.溶剂的沸点高，适合于处理高沸点烃类进料；

c.开工时间短，装置运行周期长；

d.采用无工艺污水排放，同时降低装置蒸汽耗量，幵减少污水排放；

e.采用 SUPER-SAE-Ⅱ溶剂回收工艺，可降低抽余油中的环丁砜溶剂含量和水含量，提高抽余油的质量；

f.采用专用溶剂过滤再生技术，提高重沸器效率和溶剂再生量，维持循环溶剂质量，减少溶剂损耗。

1 工艺流程

苯抽提装置主要单元为预分馏单元和芳烃抽提单元，预分馏单元通过精馏的方法产生合格的抽提进料，抽提单元则通过过液—液抽提工艺完成重整稳定汽油中芳烃和非芳烃的分离，再通过共沸精馏的方法完成芳烃和溶剂之间的分离，生产出合格苯产品（图1）。

图1 抽提单元工艺流程方框图Fig.1 Process block diagram of the extraction unit

2 发泡现象

本装置自2008年投产以来, 汽提塔发泡的问题已发生过多次, 每次都整个装置的稳定运转也带来了严重的威胁。比较严重的有2010年2月初，由于膜分离构件效能下降，加之上游装置停厂，同时抽余油水洗效果不好，溶剂损失较快，再次开工后汽提塔的运行状态一直不太稳定，塔顶经常要排返洗液来保持塔压的稳定，而且汽提塔小规模发泡时有发生。后通过从汽提水泵小量多次补入溶剂后正常；2010年7月底因为汽提塔再沸器泄漏，系统水量过多，只能现场排放携带溶剂的水，造成溶剂有相当

损失，也出现较严重发泡现象，后经检修更换再沸器，开工至正常。几次发泡现象都表现为：

（1） 当汽提塔发泡时，塔顶回流罐D-706液位控制不住，萃取汽提塔塔顶回流罐的分水包在几秒钟内突然充满溶剂；

（2） 在正常情况下，返洗泵的入口介质的比重为0.75，当比重为1.25的溶剂流过这台泵时，电机的电流将突然增大而造成自动停泵。

（3） 当回流罐突然满罐时，大量的溶剂和烃类通过放空管线进入到火炬系统分液罐。

（4） 一旦将塔顶控制阀 PIC-7207开度关小一、二个百分点，很快就会出现发泡现象，因此汽提塔顶阀必须经常保持较大开度，在稳定返洗液FIC7217量的情况下，通过把过多的返洗液排地下溶剂罐的方法来控制发泡，但由于塔顶汽化量过大，塔底液位慢慢会下降。

3 汽提塔发泡的危害及原因

3.1 汽提塔发泡的危害

对于环丁砜抽提装置来说，发泡是普遍现象。环丁砜装置的汽提塔由于其分离物质性质的特点,往往存在着发泡问题。发泡现象一旦爆发则将使该塔产生液泛[2]，从而严重减少汽提塔的处理能力,汽提塔底保不住液位而停车，最终导致整个抽提单元停工，幵有可能使大量环丁砜溶剂损失。

3.2 汽提塔发泡的机理及原因分析

环丁砜抽提装置的汽提中液面由于传质而具有较高的表面张力，气泡会变得更结实。汽提塔进料各组分的表面张力见表1。

表1 汽提塔进料各组分的张力[3]Table 1 Stripper feed tension of the components[3]

从表1可以看出，环丁砜溶剂具有较强的表面张力，其次是芳烃、C6链烃、C5链烃，在汽提塔中只有轻烃及小部分苯被蒸出，由于这些组分在汽提塔的进料中具有最低的表面张力，则余下的液相组分的表面张力会升高，这些由传质导致较高的表面张力的差别，这就使得汽提塔比其它系统更容易发泡。汽提塔在设计时考虑了泡沫的寿命及其表面张力临时增高的情况，这就是为什么有些装置在设计进料量下操作时运行正常，而当进料量比设计量高时，发泡的可能性会增大。另外，水的表面张力更大，所以溶剂里不能含有太多的水，否则更容易发泡，这也说明汽提塔底重沸器泄漏后，溶剂与水互串更易造成发泡现象的产生。

影响汽提塔发泡的具体原因有：

（1）原料的影响

单苯抽提装置的汽提塔比起抽提苯、甲苯、二甲苯的装置, 发泡的可能性更大, 这是因为单苯抽提装置的非芳密度较小, 因此汽提塔进料的表面张力较小, 当抽提塔底富溶剂中非芳和少量芳烃从汽提塔蒸出时, 液体表面张力增大,因此更容易发泡。

（2）装置的处理负荷

装置的进料量增大, 汽提塔的负荷也会增加,塔的操作弹性降低,容易产生发泡或液泛现象。

（3）抽提塔的界面

抽提塔底的界面应维持一定高度,如果界面过低，有可能使大量的非芳烃进入汽提塔内而引起发泡。装置曾经有过在操作不稳定时, 由于抽提塔底界面过低而引起发泡现象, 所以, 在装置开停工及正常操作整时, 必须始终保持抽提塔底有较高的界面，一般为60%～70%。

（4）汽提塔的进料温度和压力

汽提塔的进料温度受到溶剂循环量、苯回收塔底温度、贫富溶剂换热器操作等多种因素影响。汽提塔进料温度高, 物料进入塔内后闪蒸量增加,产生发泡的可能性就越大。我装置当前汽提塔进料温度控制在94 ℃, 低于设计值 106 ℃，不会引起过量闪蒸。

塔压越高、进料液体闪蒸量减小, 汽提塔分离效率提升,石油苯产品纯度更高。因此,本装置汽提塔的操作压力须保证较少的塔顶抽出量，以及塔底温度不超过180℃ 的前提下（避免溶剂分解）尽量高,这样既降低了发泡液泛的可能, 又能在保证产品质量的同时节约蒸汽用量。当前汽提塔的操作压力控制在65 kPa以上。

此外反洗液中烯烃含量高、抽提塔底富溶剂的烃负荷太大、控制阀工作不稳定及自控仪表指示不准、消泡剂没有连续注入等也会造成汽提塔发泡[4]。

4 汽提塔发泡的对策

为了解决汽提塔发泡的问题，装置采取了一系列相应对策：

4.1 原料分析

原料重整汽油中各组分分析如表2、表3。

从表2和表3中可看出，原料中芳烃含量设计值在67.52%；但从实际生产中的分析数据来看，芳烃含量（70%～80%）高于设计值（65%左右），同时原料中环烷烃含量（30%）高于设计值（5%左右），由于其原料中的环烷烃含量较高, 而环烷烃在抽提塔内较易被溶剂溶解下来, 因而在汽提塔进料中非芳烃的浓度更高, 因此, 即使在低于设计进料下运转, 发泡现象仍有可能产生。

表2 原料化验分析数据（源自2009年标定报告）Table 2 Laboratory analysis data of feed (from 2009 calibration report)

表3 工艺包原料油性质Table 3 Feedstock properties

4.2 主要工艺参数调整

（1） 溶剂比：溶剂比由以前的2.1提高至2.6～2.7，以保证富溶剂的烃负荷在30%～35%（vol）之间。

（2）返洗比：返洗比由以前的0.5提至0.6～0.9，保证了产品质量。

（3）贫溶剂温度：设计抽提塔贫溶剂进料温度为 90 ℃，适当降低贫溶剂温度，有利于提高溶剂的选择性，同时降低汽提塔的进料温度，非常有利于汽提塔的操作，贫溶剂进塔温度从 88 ℃降至80～81 ℃，取得了不错的效果，具体如表4。

表4 贫溶剂温度调整前后各主要参数的变化情况Table 4 Main parameters change in four lean solvent temperature adjustment

从表4可以看出，贫溶剂温度降低以后，抽提塔底及汽提塔温度有所改善，这有利于提高溶剂的选择性及汽提塔的稳定运行。贫溶剂温度降低后，产品的质量大有好转，抽提油非芳含量由原来的0.13%降至0.1%(最低0.07%)，而且抽提系统的运行也相对较稳定。

（4） 在汽提塔较稳定后，及时安排处理湿溶剂，回收溶剂，以减少损失。

（5） 循环溶剂脏也能引起汽提塔发泡，所以，要保证溶剂再生塔的正常运行及贫溶剂过滤器的正常使用，使循环溶剂保持洁净。

（6） 间断投用反洗，防止烯烃及轻非芳在反洗液中累积，保证反洗液中溴价＜10。

（7） 间断投用第三溶剂，第三溶剂量可维持在5吨/小时，保证塔底烃负荷在35%以下，同时有利于稳定塔底界面。

（8）定时注入多效工艺液，在装置低负荷时，一周注入量保证在一桶，在高芳烃负荷时≤85%保持在2桶/周。

（9）汽提塔和回收塔的塔底温度在（160±2）℃，操作上应避免大幅波动。

实践证明，这些措施对于遏制汽提塔发泡很有效，在2011年装置运行中，尽管汽提塔底再沸器因上次检修后又发生泄漏，溶剂中含水量增大，直至9月才进行更换，在这期间由于采取上述措施，基本再未出现发泡现象。

5 结 论

环丁砜抽提装置由于发泡,将严重影响汽提塔的加工负荷和平稳操作, 幵可能引起抽提系统的操作波动以及溶剂损失。影响汽提塔发泡的因素较多，主要有汽提塔的进料组成和汽提塔的操作等。 因此,正常生产中, 应尽可能提高汽提塔的操作压力和尽量减少反洗液中的烯烃积累［5］。

（1） 根据重整稳定汽油中芳烃的含量，控制适当的溶剂比来保持富溶剂的烃负荷在30%～35%（vol），幵且若能间断使用第三溶剂来稳定抽提塔塔底界面，能较好地改善抽提系统的运行状态，防止汽提塔发泡。

（2） 保证消泡剂（多效工艺液）的连续注入，这对维持汽提塔的稳定运行很有效。

（3） 装置的稳定操作对避免汽提塔的发泡非常重要, 故在操作参数调整时,幅度不要太大，确保汽提塔的平稳操作。

［1］侯祥麟.中国炼油技术[M].北京:中国石化出版社,1991.

［2］叶引祥.汽提塔的发泡及其处理[J].金山油化纤，1990:36.

［3］谭天恩,等.《化工原理》下册[M]. 北京:化学工业出版社,1992.

［4］HDF－01消泡剂在环丁砜抽提工业装置上的应用[R].

［5］李成栋.催化重整操作指南[R].

Cause Analysis and Countermeasures of Foaming Problem of Benzene Extraction Unit

ZHOU Tong，ZHANG Lu-chun
（Yumen Oilfield Campany Refining & Chemical Plant, Gansu Jiuquan 735200，China）

The 8×104t/a benzene extraction unit’s technology features of reforming hydrogenation plant in refining & chemical plant of Yumen Oilfield Company were introduced, foaming phenomenon of the extraction system stripper was summarized and analyzed, and appropriate measures were put forward to effectively prevent the stripper from foaming and achieve good results.

Benzene extraction; Stripping column; Foaming

TE 624

A

1671-0460（2014）10-2156-03

2014-08-26

周彤（1976-），男，甘肃玉门人，工程师，硕士学位，2006年毕业于中国石油大学（北京），从事重整和加氢装置的管理和技术工作。E-mail：ymzhout@163.com。