芳烴抽提工藝知識分析課件

1、芳烴抽提工藝知識主要內(nèi)容1、芳烴抽提的基本原理2、芳烴抽提溶劑的選擇3、苯抽提的流程控制4、苯抽提的基本操作芳烴抽提的基本原理芳烴抽提過程是一種物理分離方法。它所依據(jù)的原理，是由于烴類各組分在溶劑中的溶解度不同，即當(dāng)溶劑與抽提原料在抽提塔中進(jìn)行液液接觸時(shí)，溶劑會對原料中的芳烴、非芳烴進(jìn)行選擇性地溶解，從而形成組成和密度都不同的兩相，這樣就能把所需要分離的組分從原料混合物中分出；從而在抽提塔中把芳烴與非芳烴分離。抽提塔多采用篩板塔。為了提高溶劑效率，通常以相對流量較大的溶劑作為分散相，使其經(jīng)過抽提塔盤的篩孔時(shí)，分散成較多的液滴，進(jìn)入到原料混合烴的液層后，能夠更有效地將原料烴中的芳烴抽提出來。原料

2、烴則作為連續(xù)相流動。以環(huán)丁砜作為抽提劑為例: 環(huán)丁砜能夠選擇性地溶解芳烴，抽提原料在液相狀態(tài)下送入抽提塔中段，而溶劑從抽提塔頂進(jìn)入，在抽提塔內(nèi)，芳烴被選擇性地抽出，含芳烴的溶劑稱富溶劑。富溶劑抽出后送入帶壓操作的汽提塔，隨芳烴一起抽出的少量輕烷烴從汽提塔頂餾出，作為回流循環(huán)回抽提塔；汽提塔底產(chǎn)物被送到減壓操作的回收塔，在回收塔中芳烴與溶劑完全被分離，溶劑分離后再返回抽提塔頂。 環(huán)丁砜對各類烴類的溶解度按族組成為： 芳烴烯烴環(huán)烴烷烴 在同族烴類中，隨著分子量增加，即碳原子數(shù)的增加，其溶解度下降，即： 苯甲苯二甲苯重芳烴； 輕質(zhì)環(huán)烷烴或烯烴重質(zhì)環(huán)烷烴或烯烴； 輕質(zhì)烷烴重質(zhì)烷烴。 在芳烴抽提工藝中，

3、習(xí)慣上把芳烴與非芳烴在溶劑中的溶解度差異叫做分類選擇性；而把同族烴中分子大小不同的烴在溶劑中的溶解度差異，稱為輕重選擇性。 回流芳烴就是利用輕質(zhì)芳烴置換輕質(zhì)非芳烴，輕質(zhì)非芳烴置換重質(zhì)非芳烴，以提高抽提油的質(zhì)量。 目前，世界上已經(jīng)有近200多套分離芳烴裝置。由重整油和裂解加氫汽油中分離芳烴的工業(yè)方法主要有三種：（1）溶劑液液抽提法；（2）吸附分離法；（3）抽提蒸餾法。 當(dāng)前，溶劑液液抽提法是分離輕芳烴的主要手段。近30多年來，國內(nèi)外對溶劑液液抽提工藝和新溶劑的選擇做了大量的研究工作。芳烴抽提溶劑的選擇 在選擇芳烴抽提溶劑時(shí)必需要考慮:（1）對芳烴必需有較高的溶解能力；（2）對芳烴必需有較高的選擇

4、性；（3）溶劑與原料烴的密度必需有較大差異。 以上三項(xiàng)是選擇芳烴抽提用溶劑必需首先考慮的基本條件，除此之外，還要考慮另外一些條件。（1）溶劑與原料烴相界面張力要大，應(yīng)不易乳化、不易發(fā)泡。（2）溶劑與抽出物的沸點(diǎn)應(yīng)有較大的差異，不產(chǎn)生共沸物，以便與用分餾的方法加以分離。（3）化學(xué)穩(wěn)定性要好，不與原料起化學(xué)反應(yīng)，本身不易變質(zhì)，不腐蝕設(shè)備。（4）蒸發(fā)潛熱和比熱容要小，使之能耗低，蒸汽壓要低，不易揮發(fā)損耗。（5）凝點(diǎn)低，粘度小，不易燃，便于貯運(yùn)。（6）價(jià)格要低，供應(yīng)來源要有保證等。環(huán)丁砜的性質(zhì)結(jié)構(gòu)式： 分子式：C4H8SO2分子量：120.17比重（d20）：1.26 環(huán)丁砜又名1.1二氧化四氫噻吩，

5、高純度的環(huán)丁砜為無色透明液體，工業(yè)產(chǎn)品多為淺棕紅色或淺黃色透明液體。 4苯抽提抽提部分流程苯抽提抽提部分控制流程（一）苯抽提抽提部分控制流程圖（二）苯抽提的基本操作抽提塔（C401） 溶劑與原料接觸的場所，將芳烴和非芳烴分離開。1、溶劑的性能 本裝置使用溶劑為環(huán)丁砜，具有溶劑度大、選擇性強(qiáng)、密度大、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。2、溫度 溫度對環(huán)丁砜的溶解度和選擇性影響很大。溫度升高時(shí)，溶解度將會加大，有利于芳烴主要是苯回收率的增加；但是，隨著芳烴溶解度的增加，非芳烴在溶劑中的溶解度也是增大，而且比芳烴增加的更多，因而使溶劑的選擇性變差，使產(chǎn)品芳烴純度下降。溫度的控制措施是控制進(jìn)料和貧溶劑的溫度，分別有調(diào)節(jié)

6、閥調(diào)節(jié)。3、溶劑比 當(dāng)貧溶劑過量時(shí)，溶劑中將溶解較多的非芳烴，從而影響芳烴的純度。溶劑比較低時(shí)，溶劑溶解芳烴不完全，造成非芳烴中含芳烴。因此，選擇一個(gè)合適的溶劑比并使其穩(wěn)定，對裝置長期平穩(wěn)操作是有利的。 本裝置抽提塔設(shè)計(jì)的貧溶劑流量/抽提塔進(jìn)料量4（重量比），而實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，該溶劑比為33.5時(shí)效果較好。4、回流比 回流（反洗）液可排斥高沸點(diǎn)非芳烴。在抽提塔進(jìn)料口之下的反洗液提高了溶劑選擇性，即利用反洗液中的芳烴，將溶解在溶劑中的非芳烴置換出去。反洗比愈大，產(chǎn)品的芳烴純度將越高，但芳烴回收率下降。 反洗比的大小，應(yīng)與原料中芳烴含量多少相適應(yīng)。原料中芳烴含量越高，反洗比可越小。在操作中，反洗比與溶

7、劑比也是相互影響的；降低溶劑比，產(chǎn)品芳烴純度可提高，得到提高反洗的作用。反之，增加溶劑比具有減低反洗比的作用，一般在提高溶劑比之前，就適當(dāng)加大了回流芳烴的流量，以確保芳烴產(chǎn)品純度。5、抽提塔界面 抽提塔底界面的變化與很多因素有關(guān)，例如負(fù)荷多少、原料組成和操作條件的變化等。為保證界面的穩(wěn)定，在進(jìn)料和運(yùn)轉(zhuǎn)操作沒有過大的改變時(shí)，切忌盲目補(bǔ)充和排出溶劑。 界面一般控制5070%，通過塔頂非芳烴的排出量控制，即塔底界面與非芳烴流量串級控制。6、操作壓力 抽提塔壓力對芳烴純度和芳烴回收率影響不大。但是，抽提塔操作壓力適宜，就保證了原料處于泡點(diǎn)下液相狀態(tài)。而且，抽提塔操作壓力與界面控制也有密切關(guān)系，因此操作

8、壓力也是芳烴抽提系統(tǒng)的重要操作參數(shù)。 通常，抽提塔有三種不同的壓力控制方案，即貧溶劑壓力控制法、富溶劑控制法、氣墊壓力控制法。本裝置采用的是富溶劑壓力控制法，即通過富溶劑流量來調(diào)節(jié)抽提塔的操作壓力，這種壓力控制方法優(yōu)點(diǎn)是，操作溶劑比較穩(wěn)定，可保證芳烴質(zhì)量；必須注意的是，富溶劑流量不能突然變化太大，以免影響界面波動。7、溶劑含水量 溶劑含水量愈高，溶劑的選擇性愈好，因而，溶劑含水量的變化是用來調(diào)節(jié)溶劑選擇性的一種手段，但是，溶劑含水量的增加，將使溶劑的溶解能力降低。因此，每種溶劑都有一個(gè)最適宜的含水量范圍。本裝置溶劑含水量一般為0.71.2%。 溶劑含水量的多少可由回收塔來控制。汽提塔（C402

9、） 目的是用抽提蒸餾的方法除去富溶劑中的輕質(zhì)非芳烴。 溶劑pH值控制 由于環(huán)丁砜在使用中，處于較高溫度下，易脫出其中的雜原子（SO2）；余下分子存在不飽和鍵，會互相作用縮聚成長鏈，為褐色物質(zhì)，該物質(zhì)對芳烴沒有溶解功能，即謂環(huán)丁砜劣化了。脫出的雜原子與水作用，呈酸性，對設(shè)備具有腐蝕作用。腐蝕產(chǎn)生物（鐵銹）及環(huán)丁砜劣化縮聚物會堵塞抽提塔板的篩孔。 因此，要維持貧溶劑呈弱堿性，一般控制其pH值在78。如果貧溶劑的pH值下降，由藥劑罐D(zhuǎn)406加入單乙醇胺，用水稀釋后，進(jìn)入D402?；厥账–403） 回收塔的目的是將芳烴和環(huán)丁砜溶劑分開，塔底的環(huán)丁砜打回抽提塔循環(huán)使用。塔頂?shù)幕旌戏紵N送至苯塔處理。采用

10、真空操作避免高溫下環(huán)丁砜分解。1、溫度控制 回收塔設(shè)有內(nèi)插式重沸器E406，通過調(diào)節(jié)E406熱載體流量以控制塔底溫度，一般控制在155160，為防止環(huán)丁砜在高溫下分解，一定不要超過177。2、回流比 回流比一般為0.30.4；要求既要防止溶劑從塔頂走失，又要使芳烴盡可能從富溶劑中分離出來。3、汽提水量 汽提水量必須滿足減少芳烴在回收塔中的提餾分壓要求，并為非芳烴水洗塔提供充足的水洗水這兩個(gè)條件。 汽提水過少，則可能造成貧溶劑含芳烴多（即稱溶劑帶油），造成抽提塔操作不正常。汽提水量過高，汽提作用大，會把溶劑帶入回流罐D(zhuǎn)403，甚至造成沖塔；而且，過多的汽提水使冷卻器和塔底重沸器負(fù)荷增加。 一般情

11、況下，汽提塔和回收塔的回流罐D(zhuǎn)403水包分出的水量大致為1：23的關(guān)系。補(bǔ)充水量過多，將加重水汽提塔的負(fù)擔(dān)，加大溶劑損耗，水洗水含溶劑還導(dǎo)致水洗塔操作惡化。非芳水洗塔（C404） 目的是用水洗的辦法回收非芳烴中的環(huán)丁砜，即利用水與溶劑互溶的性能，將非芳烴中的環(huán)丁砜溶解下來。水洗后的非芳烴即抽余油送至D504。1、溫度 該塔的溫度設(shè)計(jì)值為40。2、壓力 該設(shè)計(jì)值為塔頂0.4MPa，壓力由抽余油的抽出量來控制。3、塔底界面 塔底界面應(yīng)保持穩(wěn)定，一般控制5070%。4、抽余油循環(huán) 一般情況下，余油循環(huán)量為抽余油的抽出量的1520%。5、塔底水循環(huán) 一般情況下，塔底水循環(huán)量，與抽提塔頂抽出量之比為0.

12、3：1。6、水洗水量 水洗比即為水洗水量與抽余油進(jìn)料之比，一般為0.15。 水洗水量與抽余油中溶劑量有直接關(guān)系，水洗水是使用回收塔回流罐底水，因此水洗水量與氣提量互相牽制，水量太小，造成溶劑損耗，過大，則會增加回收塔熱負(fù)荷。水汽提塔（C405） 從非芳烴水洗塔C404底部出來的貧溶劑水和汽提塔頂回流罐D(zhuǎn)402底來的含有微量非芳烴的水一起送至水汽提塔處理，目的是除去水中的輕質(zhì)非芳烴，以防非芳烴在系統(tǒng)中聚集影響芳烴質(zhì)量，以及回收被非芳烴攜帶而被水溶下的溶劑。1、溫度 該塔是與換熱器整體設(shè)計(jì)，塔體立于換熱器E407殼體之上。加熱熱源來自于C402底的富溶劑，即由E407管程通過較高溫度的富溶劑以達(dá)加

13、熱目的。2、液面 一般控制5060%，以便從E407獲得足夠的熱量。3、進(jìn)料組成的變化 水汽提塔進(jìn)料如含有大量烴或溶劑，會造成塔負(fù)荷增大，操作混亂，所以必須注意進(jìn)料的組成變化。控制好C401、D402、D403的界面。溶劑再生塔（C406） 在操作過程中，環(huán)丁砜會劣化，生成的縮聚物會堵塞抽提塔板的篩孔。因此設(shè)計(jì)了環(huán)丁砜再生系統(tǒng)，將一部分貧溶劑連續(xù)地送入溶劑再生塔進(jìn)行再生，處理老化、變質(zhì)的溶劑；即采用減壓蒸餾方式，將正常環(huán)丁砜蒸發(fā)由塔頂返回C403，而縮聚物由于沸點(diǎn)較高，留在塔底，再生塔停工后，排放掉。 為防止溶劑在高溫下分解及提高蒸發(fā)效率，將水汽提蒸汽從塔底進(jìn)入，使溶劑隨同蒸汽一起蒸發(fā)到塔頂送