影响芳烃抽提装置石油苯质量的因素及对策

蔡立栋 赵静（兰州石化公司炼油厂，甘肃兰州730060）

影响芳烃抽提装置石油苯质量的因素及对策

蔡立栋 赵静（兰州石化公司炼油厂，甘肃兰州730060）

介绍了芳烃抽提装置苯产品由于水含量高、苯塔塔顶冷却负荷不足、回流不足造成组分切割不清等的影响因素。针对影响因素采取了提高沉降时间、清洗空冷翅片和清理堵塞孔板等措施，解决苯产品的质量问题。

芳烃抽提；苯；石油苯545；结晶点

1 原因分析

首先统计2015年至2016年8月中旬，总共1452组数据中，苯产品质量未达到“石油苯545”的项目及所占比例，其中影响质量最大的项目是结晶点和甲苯含量。

追根溯源找到影响质量的四个主因：一是苯塔进料中水含量高；二是空冷冷却负荷不足；三是苯塔回流不足；四是混芳纯度波动。

首先苯塔进料来自芳烃抽提系统，而芳烃抽提系统采用的是液液萃取技术，需要通过一定量的水循环来回收非芳烃带走的溶剂，所以在回收塔的回流罐中，要保证有2-3t/h的水洗水量，其中混芳量大概为35-40 t/h，而水在苯中的溶解度为0.064g/100g（30℃），也就是说混合芳烃中含有大量的游离水，达到饱和的状态。

其次是由于空冷冷却负荷不足，这主要也是原料苯含量升高引起的。2015年上半年生产苯1.75万吨，至2016年同期生产苯2.38万吨，苯的产量提高了近1.36倍，加之苯的质量指标升级，纯度要求增加后，回流量增加，所以造成苯塔塔顶负荷增加。而塔顶的空冷冷却负荷不足，由于受到西北地区的气候影响，空冷翅片多被尘土覆盖，换热效率降低，在夏季高温天气回流温度最高达到55℃，造成产品的质量出现问题，甲苯含量升高。

第三是回流量不足。在2015年5月苯塔出现问题，在两台泵并联同时运行的情况下，回流量仪表指示也达到了满量程，但回流罐的液位仍居高不下，石油苯质量中，甲苯含量多次超标。

第四是混芳纯度不足。抽提系统的汽提塔在冬季塔顶热源可以通过与热媒水换热，来降低回流温度，但是夏季没有热媒水的情况下，回流温度一直居高不下。

2 整改措施及效果

（1）为了降低苯塔进料中的水含量，首先从源头着手，降低回收塔回流罐的温度至25℃以下，通过降低温度来降低混合芳烃中水的溶解度，同时保证回流罐液位在55%以上，增加了停留时间，排出大量的明水。在管理方面加强芳烃沉降罐和原料罐的切水，通过开展有效的激励措施，降低源头中的水含量。

同时也可以通过延长油水在回流罐内的停留时间来减少回流的含水量。根据斯托克定律，当分散介质粘度一定时，水滴直径越大，其沉降速度越快。所以提高停留时间，可以保证油水分离的效果。苯塔回流罐的体积为11.6m3，回流量最高达到52m3/h，当液位控制在50%时，容积为5.8 m3，停留时间为6.7min，不足10min。通过提高回流罐液位，当提至80%时，停留时间可以增至12min。通过提高停留时间的方法，尽量脱除苯中的水，提高苯的结晶点。

（2）冷却负荷低的问题，首先从空冷着手，在每年的春季，对空冷翅片进行清洗，使用高压水枪将翅片中的泥尘洗去，提高换热效率，并定期检查空冷电机和皮带等附件，确保设备能够长周期运行。

（3）苯塔回流不足的问题主要是回流的流量孔板堵塞造成的，打开孔板法兰后发现，孔板上方堆积了很多块状固体颗粒，经过分析主要是白土。这是由于白土塔中的催化剂在装卸过程中，产生大量粉尘，随油品带入到苯塔，在苯塔回流罐中低温聚集，经过苯塔回流泵后聚集在孔板处造成堵塞。

（4）为了防止汽提塔顶冷却负荷不足，造成混合芳烃中非芳烃含量超标，在夏季没有热媒水的情况下，通过增加临时流程，给热媒水换热器接入除盐水，来降低汽提塔顶温度，保证塔压力不超过0.16MPa，确保了汽提蒸汽中不含非芳烃，提高混合芳烃纯度，保证了苯产品质量。

3 优化过程，开展技措提质量

目前石油苯质量升级为“石油苯545”仍存在一些问题，在高温天气、大处理量下，还有一些瓶颈问题需要改善，水含量和回流温度高造成的石油苯结晶点和甲苯含量高的问题，是下一步需要解决的关键点。通过优化过程，将有计划的开展技措，使产品质量得到有效控制。

（1）为了提高回流罐中的油水分离效果，目前有一种新型的回流罐设计，同时在工业上也有较好的应用。

新型回流罐采用扩大管径和终端扩为喇叭口的方法，增大流体截面面积，并将喇叭口方向背向油水分离区，大大减小了进料对油水分离的扰动。安装捕沫丝网也能较好地吸收进料携带的动能，同时将雾状水滴凝聚成大水滴，加剧了游离水的沉降速度。

（2）苯产品后增加水聚结器。苯中的水是以微小液滴的形式存在于连续相中，常见的分离设备难以脱除。通过增设聚结器，微小水液滴吸附在其中的纤维上，并在流体的推动下沿着纤维运动，小液滴在纤维的交叉点发生碰撞，聚结成大液滴，最终与连续相通过重力分离。

（3）在2014年抽提改造过程中，设计院对苯塔的冷却负荷进行了恒算，提出空冷的冷却面积能够达到设计，但是电机功率较低。空冷建议更换大功率的电机和高效的叶片，以增加苯塔的塔顶冷却负荷，降低回流温度，保证苯塔中足够的冷回流，以降低产品中的甲苯含量。

（4）精馏系统采用白土塔脱除进料中的烯烃含量，保证酸洗比色合格。石油苯质量升级后，要求烯烃的含量减少了一倍，相应提高了白土塔的苛刻度，所以催化剂寿命缩短。为了能够延长和保护催化剂的使用周期，白土塔操作由一开一备改为“串联利废”，也就是将单罐不足以达到脱除烯烃能力的白土塔串联在新白土塔的前面，将剩余的催化剂活性全部利用完，以延长催化剂寿命，并降低苯产品的酸洗比色。

4 结语

针对影响苯产品质量的因素，采取了提高沉降时间、清洗空冷翅片和清理堵塞孔板等措施，使得苯产品的质量得到控制和提升。进一步分析，在特殊工况下，高温天气、大处理量下存在的一些瓶颈问题，同时还有水含量和回流温度高的情况，提出了改造回流罐、增加液液聚结器、空冷更换大功率电机等优化方案，将有计划的开展技措，使产品质量得到有效控制。