环丁砜分解对芳烃抽提装置的影响及预防措施

2015-01-12文章

化工技术与开发 2015年4期

关键词：乙醇胺塔顶芳烃

文章

（中国石油广西石化公司，广西钦州 535008）

生产工艺

环丁砜分解对芳烃抽提装置的影响及预防措施

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（中国石油广西石化公司，广西钦州 535008）

分析了芳烃装置抽提蒸馏工艺中导致环丁砜分解的因素，以及环丁砜分解对装置的影响，并提出了相应的预防措施。

环丁砜；分解；芳烃抽提装置；影响；对策

目前，芳烃抽提装置的主要原料是催化重整生成油和由乙烯装置副产的裂解汽油。这些原料中除芳烃外，还含有烷烃、环烷烃和烯烃等非芳烃物质。因这些原料油中的非芳烃和目标芳烃的沸点相近，且易形成共沸物，一般的蒸馏方法不能分离出高纯度的芳烃。

溶剂抽提法是工业上应用最广的芳烃分离方法，是利用溶剂对芳烃和非芳烃溶解度（或相对挥发度）差异大而将芳烃抽提出来的。溶剂的性能对于芳烃收率、产品质量、设备容积、操作费用、生产安全等影响最大，是芳烃抽提的关键因素。环丁砜是继甘醇类溶剂后发展起来的一种优良的多功能溶剂，用于抽提工艺具有选择性高、水电汽耗量低、溶剂和芳烃易分离等优点，已成为当今世界上普遍使用的芳烃抽提溶剂。我国从20世纪70年代起，已引进多套此类装置。而环丁砜在使用过程中，由于各种因素的影响，会发生老化分解，给装置的正常生产运行带来很大的影响。

1 芳烃抽提工艺原理

环丁砜抽提蒸馏工艺是抽提蒸馏工艺的一种，其工作原理是在一种高选择性的溶剂中不同组分的相对挥发度不同。在含有芳烃和非芳烃的混合物中，溶剂中非芳组分的相对挥发度会高于芳烃组分的挥发度。这种相对挥发度的提高可以使非芳烃在一个简单的分离塔中被分离到塔顶，而芳烃则被回收到塔底。

进料经过热的循环溶剂加热后进入抽提蒸馏塔的中部。贫溶剂进入抽提蒸馏塔的顶部，通过气/液分离操作，选择性地抽提出芳烃到塔底。塔顶的非芳烃要经过进一步冷凝；一部分塔顶物料作为回流返回到塔顶，这部分回流可以返洗掉带到塔顶的溶剂。

抽提蒸馏塔底的富溶剂进入溶剂回收塔，在溶剂回收塔内芳烃会被汽提至塔顶。使用汽提蒸汽可以推动烃类的汽提。溶剂回收塔在真空下操作，以降低塔底物料的沸点。溶剂回收塔底的贫溶剂在返回抽提蒸馏塔前要经过一系列换热器进行热量回收。溶剂回收塔顶的芳烃产品经过冷凝后和侧线抽出物一起作为抽出液被送到苯/甲苯分离部分进行进一步的分离，经过分离后会得到高纯度的苯和甲苯产品。

图1 环丁砜抽提蒸馏工艺流程

2 环丁砜分解的因素

环丁砜的分解与温度、空气、氯离子、添加剂等因素都有关系。

2.1 温度

环丁砜在220℃表现出良好的热稳定性。在此温度下，环丁砜慢慢分解出二氧化硫和不饱和的、可聚合的物质，所产生的物质使产品带褐色。以惰性气体或空气鼓泡，测出的环丁砜分解速率列于表1。熔点测定表明，环丁砜样品在所列温度下加热150～500h之后，尽管颜色变化很大，但对纯度的影响很小。

表1 环丁砜热分解速率

2.2 空气

环丁砜是无色的液体，但通常见到的环丁砜呈淡黄色，这是它与空气接触氧化的结果。有关实验研究表明，有空气存在时，SO2的释放量要比无空气时多，pH值下降也较明显，这说明氧气对环丁砜影响较大。另外有研究表明，有氧存在时，环丁砜还可发生水解，生成有腐蚀性的磺酸。

2.3 氯离子

有关研究表明，氯离子极易与环丁砜发生化学反应，使其变成酸性物质，并在高温下与烯烃产生聚合物，使系统中的贫溶剂pH值迅速下降。

2.4 添加剂

环丁砜抽提系统的添加剂主要有2种，一种是调节pH值用的醇胺类化合物，另一种是抑制环丁砜发泡用的硅油。2种添加剂都必须按工艺要求及时正确地添加，否则会造成溶剂损失。特别是单乙醇胺的调节作用只在溶剂变质前才有效，如果环丁砜已经发生劣化，pH值很低，酸性较强时，添加单乙醇胺并不能使pH值得到有效调节而缓解溶剂劣化；尤其是当单乙醇胺添加量较多时，回收塔温度较高，而单乙醇胺的沸点较低(170℃)，会很快分解，分解的铵盐会大量累积，堵塞设备。

3 环丁砜分解对装置的影响

3.1 工艺方面的影响

环丁砜的分解在工艺方面的影响，可总体归纳为以下几个方面:1）使系统中的溶剂选择性、溶解度等性能下降，增大了操作难度，同时使得产品质量下降，甚至会出现芳烃与非芳烃产品同时不合格的情况。2）使换热器结垢，塔盘堵塞，影响换热设备和塔盘的效率，增大了装置的加工能耗。3）使得单乙醇胺的加入量增大；同时在环丁砜溶剂通过已有的再生措施不能恢复到较佳性能的情况下，需要补入大量新鲜溶剂来维持操作，使得“三剂”消耗增大，成本增加。

3.2 设备方面的影响

环丁砜分解使得系统pH值下降，设备、管线、仪表等腐蚀严重，甚至发生泄漏，严重影响装置的安全、平稳、长周期运行。同时，由于系统的腐蚀及结垢现象严重，增大了检维修难度和费用。