李俊奎 張振泰 于新文 許 佳 吳占永

（1.中國(guó)石油慶陽(yáng)石化公司 2.中國(guó)石油寧夏石化公司）

中國(guó)石油慶陽(yáng)石化公司原油加工能力300×104t／a，二聯(lián)合建設(shè)60×104t／a催化重整，配套10×104t／a苯抽提裝置，采用中國(guó)石化集團(tuán)石油化工科學(xué)研究院抽提蒸餾工藝專利技術(shù)［1］。該技術(shù)以環(huán)丁砜加專用助溶劑的復(fù)合溶劑體系作為抽提溶劑，回收重整汽油中的苯產(chǎn)品，同時(shí)生產(chǎn)無(wú)苯清潔汽油。苯抽提裝置于2010年10月一次開車成功，3年來(lái)裝置運(yùn)行平穩(wěn)，苯產(chǎn)品質(zhì)量和能耗指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。本文總結(jié)了SED工藝在慶陽(yáng)石化的應(yīng)用情況，并且針對(duì)運(yùn)行中出現(xiàn)抽提蒸餾塔液泛、脫C6塔塔底熱量沒有有效利用、白土失活的問題進(jìn)行了分析，提出了解決方法。

1 工藝流程

苯抽提裝置原料為來(lái)自上游重整裝置的穩(wěn)定汽油，按年操作8 400h計(jì)，年處理量為51.5×104t／a，切割出其中的C6餾分油作為抽提進(jìn)料。抽提裝置由脫C6塔、抽提蒸餾、溶劑回收與再生、苯精制、輔助等5個(gè)部分組成。采用環(huán)丁砜抽提蒸餾工藝，利用溶劑對(duì)原料中各組分相對(duì)揮發(fā)度影響的不同，通過精餾實(shí)現(xiàn)芳烴與非芳烴分離［2］。溶劑和C6餾分在抽提蒸餾塔接觸形成氣液兩相，由于溶劑與芳烴的作用力更強(qiáng)，使非芳烴富集于氣相，于塔頂排出；芳烴富集于液相，于塔底排出。富集芳烴的液相進(jìn)入溶劑回收塔，在塔內(nèi)進(jìn)行芳烴與溶劑的分離，溶劑從塔底循環(huán)使用，苯從塔頂抽出，進(jìn)入白土罐，脫出微量的烯烴后，得到合格的苯產(chǎn)品。圖1為苯抽提流程示意圖。本工藝采用環(huán)丁砜－助溶劑的復(fù)合溶劑，增強(qiáng)了溶劑體系對(duì)C6餾分的溶解能力，避免抽提蒸餾塔出現(xiàn)兩個(gè)液相，使抽提蒸餾塔操作穩(wěn)定，易于控制；同時(shí)加入助溶劑后，使得溶劑回收塔在相同的操作苛刻度下，貧溶劑中苯含量顯著降低，從而顯著提高芳烴收率。

2 工業(yè)應(yīng)用情況

2.1 原料情況

苯抽提裝置原料性質(zhì)見表1。由于上游重整裝置汽油辛烷值控制在97（設(shè)計(jì)102），重整反應(yīng)溫度510℃（設(shè)計(jì)溫度530℃），反應(yīng)在低苛刻度下進(jìn)行。所以重整汽油中苯質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%，低于設(shè)計(jì)值4.62%，造成抽提進(jìn)料中苯質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25.5%，低于設(shè)計(jì)值30%。為了保證抽提蒸餾塔操作平穩(wěn)，需要開大返苯線混苯，將進(jìn)料中苯質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在30%，增加了裝置負(fù)荷。抽提原料中甲苯質(zhì)量分?jǐn)?shù)設(shè)計(jì)為0.05%，實(shí)際控制在0，保證了苯產(chǎn)品質(zhì)量。

表1 原料組成情況Table 1 Composition of raw materials

2.2 物料平衡

裝置物料平衡情況如表2所示。由于重整反應(yīng)處于低苛刻度，進(jìn)料中苯含量低于設(shè)計(jì)值，所以產(chǎn)品中苯收率比設(shè)計(jì)值低，非芳烴比設(shè)計(jì)收率高。加工損失僅為0.07%，小于SED工藝在海南和青島的應(yīng)用［3－4］，裝置運(yùn)行良好。

表2 物料平衡Table 2 Mass balance

2.3 主要操作參數(shù)

裝置主要參數(shù)如表3所示。由表3可以看出，主要操作參數(shù)均達(dá)到或接近設(shè)計(jì)值。脫C6塔和抽提蒸餾塔長(zhǎng)時(shí)間處于氮?dú)庋a(bǔ)壓狀態(tài)，為了減少氮?dú)庀?，脫C6塔和溶劑回收塔兩塔壓力控制比設(shè)計(jì)值低0.005MPa。同時(shí)為了保證苯產(chǎn)品質(zhì)量，防止非芳烴帶入溶劑收回塔，影響苯純度，在保證抽余油中苯質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于0.1%的前提下，抽提蒸餾塔靈敏板溫度控制比設(shè)計(jì)值高5℃。在表3所示的操作條件下，裝置平穩(wěn)運(yùn)行。

表3 主要操作參數(shù)Table 3 Main operating parameters

2.4 產(chǎn)品質(zhì)量

如表4所示，重組分汽油和非芳烴均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。苯產(chǎn)品質(zhì)量如表5所示，苯產(chǎn)品純度≥99.95%，結(jié)晶點(diǎn)5.42℃，總硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤1mg／kg，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，苯回收率99.81%，高于設(shè)計(jì)值0.61%。

表4 重組分和非芳烴產(chǎn)品質(zhì)量Table 4 Qualities of heavy constituent oil and non aromatic hydrocarbons

表5 苯產(chǎn)品質(zhì)量Table 5 Quality of benzene

2.5 裝置能耗

裝置能源消耗情況如表6所示。氮?dú)庥捎诟魉幱谘a(bǔ)壓狀態(tài)，消耗高于設(shè)計(jì)值。目前氣溫較低，冷卻器冷卻水未全部投用，所以循環(huán)水消耗小于設(shè)計(jì)值。如下文所述進(jìn)行了脫C6塔換熱改造，停用了A802空冷兩臺(tái)，并且受氣溫影響，停用部分空冷，電耗也小于設(shè)計(jì)值。其他能源消耗均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，總能耗比設(shè)計(jì)值低0.73kgE0／t。

表6 裝置能耗情況Table 6 Energy consumption of the unit

3 裝置運(yùn)行中出現(xiàn)的問題及解決方法

3.1 抽提蒸餾塔液泛

抽提蒸餾塔在裝置開車1年多后，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)液泛。主要現(xiàn)象為：塔底液位短時(shí)間內(nèi)急劇下降，如圖2所示，液位在10min內(nèi)，從1.89m下降至0.24 m，塔頂溫度和回流罐液位迅速上升，嚴(yán)重影響裝置的平穩(wěn)操作。發(fā)生液泛主要原因是：（1）抽提進(jìn)料中烯烴含量高，或者由于苯產(chǎn)品長(zhǎng)時(shí)間回?zé)?，?dǎo)致溶劑中烯烴含量高。而溶劑中烯烴含量高，環(huán)丁砜容易發(fā)泡。（2）為了控制系統(tǒng)的pH值，系統(tǒng)中定期加入單乙醇胺，單乙醇胺加入量多也造成溶劑質(zhì)量下降。（3）原料中苯含量波動(dòng)大，造成抽提蒸餾塔波動(dòng)大。當(dāng)發(fā)生液泛時(shí)，采取如下措施：減小塔底蒸汽，全回流操作，抽提蒸餾系統(tǒng)切進(jìn)料；將非芳改進(jìn)進(jìn)料緩沖罐，防止溶劑跑損；及時(shí)將苯改進(jìn)進(jìn)料緩沖罐，防止污染苯產(chǎn)品；及時(shí)切出白土罐，防止白土失活；抽提蒸餾塔和溶劑回收塔循環(huán)，液位正常后升溫，進(jìn)料。

針對(duì)容易造成液泛的幾個(gè)因素，筆者通過以下幾個(gè)措施解決了抽提蒸餾塔的液泛?jiǎn)栴}：（1）嚴(yán)格控制進(jìn)料中的烯烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于3%。（2）平穩(wěn)操作，盡量減少苯產(chǎn)品的回?zé)?，減少烯烴在溶劑中的累積。（3）做好裝置的氣密、消漏工作，減少環(huán)丁砜的分解，從而減少單乙醇胺的加注。（4）調(diào)整好脫C6塔的操作，保證進(jìn)料中苯含量穩(wěn)定，當(dāng)苯含量低時(shí)，及時(shí)調(diào)整混苯量。（5）定期加入消泡劑。

3.2 脫C6塔塔底熱量沒有充分利用

苯抽提裝置自投產(chǎn)以來(lái)，裝置運(yùn)行平穩(wěn)，但脫C6塔塔底汽油經(jīng)過空冷和水冷冷卻后出裝置，熱量沒有有效利用。2012年8月，增加一臺(tái)換熱器，如圖3所示。利用脫C6塔塔底熱量對(duì)重整裝置脫戊烷進(jìn)料進(jìn)行加熱，充分利用重組分油熱量。改造后主要工藝參數(shù)如表7所示，脫C6塔進(jìn)料溫度提高了7℃，加熱蒸汽消耗減少1 000kg／h，并且停用空冷A802兩臺(tái)，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

表7 主要工藝參數(shù)變化Table 7 Changes of main process parameters

3.3 白土失活

經(jīng)抽提蒸餾和溶劑回收得到的苯產(chǎn)品中可能含有痕量的烯烴和其他雜質(zhì)，會(huì)顯著影響苯產(chǎn)品的酸洗比色和中性試驗(yàn)的指標(biāo)。為除去這些痕量雜質(zhì)，苯產(chǎn)品需經(jīng)白土處理。白土自2010年10月開工后，使用12個(gè)月后溫度從最初的145℃提至185℃，然后迅速失活。陳尋成等［3］通過嚴(yán)格控制白土罐初次投用溫度來(lái)延長(zhǎng)白土的壽命。此外，通過嚴(yán)格控制溶劑回收塔頂?shù)谋郊兌仍?9.9%以上，裝置一旦出現(xiàn)波動(dòng)或回收塔頂苯樣品的純度小于99.8%，白土罐及時(shí)切出。如圖4所示，采取措施后，白土使用12個(gè)月后反應(yīng)溫度為154℃，依然保持了較好的活性。

5 結(jié)論

環(huán)丁砜抽提蒸餾技術(shù)在慶陽(yáng)石化公司成功應(yīng)用，于2010年10月一次開車成功，裝置平穩(wěn)運(yùn)行。產(chǎn)品質(zhì)量、主要操作參數(shù)以及裝置能耗均達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)。對(duì)運(yùn)行中存在的抽提蒸餾塔液泛、脫C6塔底熱量沒有有效利用、白土失活等問題進(jìn)行了分析，提出了優(yōu)化方案，保證了裝置長(zhǎng)周期平穩(wěn)運(yùn)行，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

［1］中國(guó)石化集團(tuán)石油化工科學(xué)研究院.慶陽(yáng)石化公司10萬(wàn)噸／年苯抽提工藝包［P］.中國(guó)：ZL99107785.7，ZL01119818.4，2009.

［2］張志良 肖慶偉.SED芳烴抽提工藝的工業(yè)應(yīng)用［J］.石油煉制與化工，2008，39（4）：41－45.

［3］陳尋成，唐文成.環(huán)丁砜抽提蒸餾工藝在海南煉化苯抽提裝置的應(yīng)用［J］.石油煉制與化工，2007，38（10）：12－15.

［4］王新建.環(huán)丁砜抽提蒸餾工藝在青島石化苯抽提裝置的應(yīng)用［J］.現(xiàn)代化工，2008（8）：68－70.