芳烃抽提
芳烃抽提工艺技术的对比分析研究
一、芳烃抽提概述在石油化工领域，芳烃抽提是一种从原料中分离得到纯芳烃的技术，其产品具有较高使用价值，是当前社会生产发展中的一种重要物质。
所谓芳烃抽提，就是通过抽提萃取的工艺来对原料中的芳烃进行分离。
就目前而言，芳烃抽提依据工艺原理的不同主要有液液抽提与萃取精馏两种方式，但无论哪种方式都可以有效解决原料中芳烃与非芳烃混合难以蒸馏提取的问题。
其中液液抽提工艺主要是基于不同烃类组分在特定溶剂中有着不同溶解度的原理，运用特定溶剂使原料中烃类组分溶解后形成不同密度的液相，进而达到芳烃分离目的。
萃取精馏工艺主要是基于不同烃类组分在极性溶剂中的挥发程度不同而运用极性溶剂来对原料中的芳烃进行提取。
这两种抽提工艺技术都能够达到芳烃分离提取目的，但两者也有诸多不同。
在现代石油化工生产中对芳烃抽提工艺技术进行对比分析，更有助于我们对两种工艺技术的特点进行把控。
二、芳烃抽提工艺技术的对比分析1.芳烃抽提溶剂对比从上述分析可知，当前芳烃抽提的两种方法都离不开溶剂的运用，所以在对比抽提工艺时首先就可以对溶剂进行对比。
具体而言，芳烃抽提工艺中需要依据不同的工艺技术原理去选择不同的抽提溶剂。
如液液抽提中需要选择具有较强芳烃溶解能力的溶剂，以确保原料中的不同芳烃产生良好溶解效果并有助于芳烃分离。
而萃取抽提工艺中的溶剂则需要具有与芳烃沸点差大的特点，以便于不同芳烃组分进行分离提取。
如液液抽提工艺目前使用较多的溶剂有环丁砜、Techtiv-100th等。
2.芳烃抽提工艺技术介绍结合芳烃抽提的基本原理，现阶段在石油化工领域所产生的抽提技术主要有溶剂抽提和抽提蒸馏两种。
其中溶剂抽提就是基于原料中芳烃在溶剂中的不同化学效应而诞生的技术，而抽提蒸馏则是通过物理手段降低烃类蒸气压加大不同烃类的沸点来对原料中芳烃进行分离。
溶剂抽提技术是最早诞生的一种芳烃抽提技术，其依靠溶剂作为芳烃分离的工具。
该抽提工艺技术经过长时间的发展产生了不同的技术类型，如最早期的Udex法就是以二乙二醇醚为溶剂，而当前国内外芳烃溶剂提取中所使用的溶剂则有环丁砜、N-甲基吡络烷酮等，并由此诞生了Sulfolane法、Arosoivan法等。
芳烃抽提工艺知识
回收塔（C403） 回收塔（C403） 回收塔的目的是将芳烃和环丁砜溶剂分开，塔 底的环丁砜打回抽提塔循环使用。塔顶的混合芳烃 送至苯塔处理。采用真空操作避免高温下环丁砜分 解。 1、温度控制 回收塔设有内插式重沸器E406，通过调节E406 回收塔设有内插式重沸器E406，通过调节E406 热载体流量以控制塔底温度，一般控制在155～ 热载体流量以控制塔底温度，一般控制在155～ 160℃，为防止环丁砜在高温下分解，一定不要超过 160℃ 177℃。 177℃ 2、回流比 回流比一般为0.3～0.4；要求既要防止溶剂从塔 回流比一般为0.3～0.4；要求既要防止溶剂从塔 顶走失，又要使芳烃尽可能从富溶剂中分离出来。
3、溶剂比 当贫溶剂过量时，溶剂中将溶解较多的 非芳烃，从而影响芳烃的纯度。溶剂比较低 时，溶剂溶解芳烃不完全，造成非芳烃中含 芳烃。因此，选择一个合适的溶剂比并使其 稳定，对装置长期平稳操作是有利的。 本装置抽提塔设计的贫溶剂流量/ 本装置抽提塔设计的贫溶剂流量/抽提塔 进料量＝4 进料量＝4（重量比），而实际生产时，该溶 剂比为3 3.5时效果较好。 剂比为3～3.5时效果较好。
环丁砜对各类烃类的溶解度按族组成为： 芳烃＞烯烃＞环烃＞烷烃 在同族烃类中，随着分子量增加，即碳原子数 的增加，其溶解度下降，即： 苯＞甲苯＞二甲苯＞重芳烃； 轻质环烷烃或烯烃＞重质环烷烃或烯烃； 轻质烷烃＞重质烷烃。 在芳烃抽提工艺中，习惯上把芳烃与非芳烃在 溶剂中的溶解度差异叫做分类选择性；而把同族烃 中分子大小不同的烃在溶剂中的溶解度差异，称为 轻重选择性。 回流芳烃就是利用轻质芳烃置换轻质非芳烃， 轻质非芳烃置换重质非芳烃，以提高抽提油的质量。
4、回流比 回流（反洗）液可排斥高沸点非芳烃。在抽提 塔进料口之下的反洗液提高了溶剂选择性，即利用 反洗液中的芳烃，将溶解在溶剂中的非芳烃置换出 去。反洗比愈大，产品的芳烃纯度将越高，但芳烃 回收率下降。 反洗比的大小，应与原料中芳烃含量多少相适 应。原料中芳烃含量越高，反洗比可越小。在操作 中，反洗比与溶剂比也是相互影响的；降低溶剂比， 产品芳烃纯度可提高，得到提高反洗的作用。反之， 增加溶剂比具有减低反洗比的作用，一般在提高溶 剂比之前，就适当加大了回流芳烃的流量，以确保 芳烃产品纯度。
芳烃抽提工艺知识
水汽提塔（C405） 从非芳烃水洗塔C404底部出来的贫溶剂水和汽 提塔顶回流罐D402底来的含有微量非芳烃的水一起 送至水汽提塔处理，目的是除去水中的轻质非芳烃， 以防非芳烃在系统中聚集影响芳烃质量，以及回收 被非芳烃携带而被水溶下的溶剂。
1、温度 该塔是与换热器整体设计，塔体立于换热器 E407壳体之上。加热热源来自于C402底的富溶剂， 即由E407管程通过较高温度的富溶剂以达加热目的。
非芳水洗塔（C404） 目的是用水洗的办法回收非芳烃中的环丁砜， 即利用水与溶剂互溶的性能，将非芳烃中的环丁砜 溶解下来。水洗后的非芳烃即抽余油送至D504。 1、温度 该塔的温度设计值为40℃。 2、压力 该设计值为塔顶0.4MPa，压力由抽余油的抽出 量来控制。 3、塔底界面 塔底界面应保持稳定，一般控制50～70%。
芳烃抽提工艺知识
主要内容
1、芳烃抽提的基本原理 2、芳烃抽提溶剂的选择 3、苯抽提的流程控制 4、苯抽提的基本操作
芳烃抽提的基本原理
芳烃抽提过程是一种物理分离方法。它所依据的原 理，是由于烃类各组分在溶剂中的溶解度不同，即 当溶剂与抽提原料在抽提塔中进行液—液接触时， 溶剂会对原料中的芳烃、非芳烃进行选择性地溶解， 从而形成组成和密度都不同的两相，这样就能把所 需要分离的组分从原料混合物中分出；从而在抽提 塔中把芳烃与非芳烃分离。 抽提塔多采用筛板塔。为了提高溶剂效率，通常以 相对流量较大的溶剂作为分散相，使其经过抽提塔 盘的筛孔时，分散成较多的液滴，进入到原料混合 烃的液层后，能够更有效地将原料烃中的芳烃抽提 出来。原料烃则作为连续相流动。
芳烃抽提溶剂的选择
目前，世界上已经有近200多套分离芳 烃装置。由重整油和裂解加氢汽油中分离 芳烃的工业方法主要有三种： （1）溶剂液—液抽提法； （2）吸附分离法； （3）抽提蒸馏法。 当前，溶剂液—液抽提法是分离轻芳烃 的主要手段。近30多年来，国内外对溶剂 液—液抽提工艺和新溶剂的选择做了大量 的研究工作。
芳烃抽提
(17-4)
液液两相达平衡时应满足：
xiI γ iI = xiII γ iII
(17-5)
2.基础相平衡数据[16-21]
（1）四甘醇体系：在四甘醇抽提温度 100~150℃范围内，苯、甲苯与溶剂之 间基本是完全互溶的，因此应采用汽液相平衡数据，而非芳烃及 C8 以上的芳烃 是部分互溶的，因此应采用互溶度数据。图 17-3~图 17-4 标出了苯、甲苯与四甘 醇的 TXγ（温度、摩尔组成、活度系数）数据，图 17-5 和图 17-6 标出了烷烃及 环烷烃与四甘醇的互溶度平衡数据。
芳烃抽提及抽提蒸馏
石油化工科学研究院
目录
液液抽提 抽提蒸馏 芳烃精馏
液液抽提
工艺原理 几种液液抽提工艺 主要影响因素
一、 工艺原理
（一）溶剂的基本特性和要求 芳烃抽提是借助选择性溶剂的作用从烃类混合物中分离高纯芳烃的物理过程。抽 提过程的技术指标在很大程度上取决于溶剂的性能。一个好的工业抽提溶剂应具备如 下特性： 对芳烃的选择性要好，有利于提高芳烃的纯度 对芳烃溶解能力大，以利于降低溶剂比和操作费用 与抽提原料的比重差大、不易乳化，以保证在抽提塔内轻重两相的水力学流 动特性 与芳烃的沸点差大，以便与溶剂分离 热稳定性及化学稳定性好，以确保芳烃不被降解物质所污染 两相界面张力要大，以利液滴聚集和分层 蒸汽压低，减少操作中的溶剂消耗 粘度小、凝点低，有利于抽提过程的传热与传质 无毒、无腐蚀性，便于操作和设备材质选取 价廉易得
富 溶 剂
一闪蒸
二闪蒸 回流芳烃罐
贫溶剂
芳烃
抽 提 蒸 馏 汽 提 塔 抽 余 油 水 洗 塔
非芳烃
抽 空
原料油
抽 提 塔
芳烃抽提操作问答
芳烃抽提操作问答第1题什么叫抽提过程？抽提过程的三个必要条件是什么？答：抽提又称萃取，是分离液体混合物的一种方法，就是利用液体混合物各组分在某溶剂中溶解度的差异而实现分离的一种方法。
芳烃抽提就是用液液萃取的方法从烃类混合物中分离出芳烃的一种过程。
抽提能进行的三个必要条件是：(1)混合液两组分在溶剂中有不同的溶解度；(2)溶剂和被溶物质能以简单方法分离；(3)抽提液和抽余液比重不同，并分为两个明显的液层。
第2题抽提的适用场合有哪些？答：一般说来，下列情况采用抽提的方法将显示出优越性：(1)混合液的相对挥发度小或形成恒沸物，•用一般精馏方法不能分离或很不经济；(2)混合液浓度很低，采用精馏方法须将大量稀释剂汽化，能耗过大；(3)混合液含热敏性物质，采用抽提方法可避免物料受到破坏。
第3题什么是抽提过程中的重相、轻相、连续相、分散相？答：混合液和溶剂分别连续地引入抽提塔的底部和顶部，并且在重力的影响下形成二股流动方向相反的料液流和溶剂流，比重大的液流自上而下称作重相；比重小的液流自下而上叫做轻相。
为了使二液相在流动时互相密切接触，其中一相充满整个抽提塔，称为连续相，而另一相以液滴状分散于连续相中，称为分散相。
两液相中的任何一相均可称为分散相，一般采用流量大的液相为分散相，以增加相际接触面积。
芳烃抽提是工艺中抽提塔以重相为分散相，非芳水洗塔以轻相为分散相。
第4题什么是贫溶剂？什么是富溶剂？答：溶剂从抽提塔顶进入后，经过多层塔盘，不断地溶解大量的芳烃，这种含有芳烃的溶剂称为富溶剂。
溶解大量芳烃的溶剂进入回收塔经汽提分离出芳烃后的溶剂，只含少量水分，不含芳烃的溶剂称为贫溶剂。
第5题抽提能使用什么溶剂？本装置使用什么溶剂？答：芳烃抽提能使用二乙二醇醚、二丙二醇醚、三乙二醇醚、四乙二醇醚、环丁砜、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、N-甲酰基吗啉等。
本装置使用的溶剂是环丁砜。
请写出环丁砜的他子式、结构式、分子量、密度、常压沸点、表面张力。
为什么什么要芳烃抽提
由溶剂抽提所得的混合芳烃中含有苯、甲苯、 二甲苯、乙苯及少量较重的芳烃，而有机合成 工业所需的原料有很高的纯度的要求，为此必 须将混合芳烃通过精馏的方法分离成高纯度单 体，所以就必须对其进行芳烃抽提。
基本原理
• 液相法—利用某些有机溶剂对芳烃和非芳 烃具有不同的溶解能力，既利用各组分在 溶剂中的溶解度的差异，经逆流连续抽提 过程而使芳烃和非芳烃得以分离。
主要设备
• • • • • • 芳烃抽提部分 1-抽提塔 2-抽余油洗塔 3-汽提塔 4-回收塔 5-水汽提塔 6-溶剂再生塔 芳烃精馏部分 1-白士塔(可不用）2-笨塔 3-甲苯塔 4-二甲苯塔
芳烃抽提装置生产原理及工
族组成
烷烃（wt%）
环烷烃（wt%）
芳烃（wt%）
C4
0.002
C5
0.381
0.114
C6
3.304
2.430
56.740
C7
2.386
1.134
20.753
C8
0.842
0.144
10.319
C9
3）提馏塔T—103塔 抽提塔底的富溶剂经贫富溶剂换热器换热后，靠自压流入提馏塔顶，为了提高萃取蒸馏效果，提高芳烃与非芳烃的相对挥发度，由水汽提塔再沸器出来的贫溶剂分出一部分（称为第二溶剂）经调节其流量与富溶剂一起加入提馏塔，提馏塔以2.3MPa蒸汽为热源的塔底再沸器加热，塔顶蒸出物与水汽提塔顶气相物料一起经水泠器冷凝并贮于提馏塔分水罐中分层，油相由返洗液泵抽出送入抽提塔底作为返洗液，水相由冷凝水泵抽出送往水汽提塔。当系统内的水或贫溶剂的PH降低时，为避免酸性物质腐蚀设备需往提馏塔分水罐中加入中和剂单乙醇胺，控制溶剂PH值为5.5~6.0。
1、“两头一尾”简介 苯塔操作优化方法 1、在最原始的设计中,苯塔操作是大底温（157℃）和大回流比（2.66)。首先我们降低塔底的温度至153℃,再降低搭顶回流比至1.9,保持塔内的汽液平衡。 2、我们在摸索中发现了塔底的第43块板对温度反应更加灵敏,然后我们要求塔顶0.18MPa的压力、底温不低于153℃的情况下，只要控制住该板的温度在一定的范围内,就可以保证产品质量优级。
二、装置情况介绍 物料平衡
一套加氢汽油10万吨
混合芳烃7.12万吨
抽余油2.88万吨
苯4.15万吨
甲苯1.926万吨
芳烃抽提原理
芳烃抽提原理1、前言芳烃抽提装置是炼油通向化工的一座桥梁。
它能提高高纯度的B、T、X等基本有机化工原料。
芳烃抽提工艺原理是将芳烃和非芳烃通过溶剂进行萃取分离。
主要分为有Udex法（甘醇类溶剂）、Sulfolane 法（环丁砜溶剂）、Arosolvan法（N-甲基吡咯烷酮溶剂）、DMSO法（二甲基亚砜溶剂）、Formex法（N-甲酰吗啉溶剂）。
我国老装置都用Udex法，新建装置大多用Sulfolane法。
近年来，随着单芳烃组分（主要是纯苯）需要的增加，一种抽提蒸馏工艺发展较快，其中RIPP专利工艺已经在国内多家炼厂工业化生产。
本次我公司芳烃抽提单元规模为35万吨/年（按进料计加工能力），工艺采用与老连续重整装置一致的Sulfolane法（环丁砜溶剂）抽提工艺，技术成熟，操作经验丰富。
产品要求：芳烃抽提单元主要进出物料：*吸附分离来甲苯，进混芳罐与抽提产混芳一起去歧化单元。
芳烃抽提单元流程简图：第一节芳烃抽提原理抽提又称液液萃取，就是利用液体混合物各组分在某溶剂中溶解度的差异而实现分离的一种方法。
芳烃抽提就是用液液萃取的方法从烃类物中分离出芳烃的一种过程。
抽提和蒸馏、吸附等操作一样,都属于物理分离方法.抽提原料是个混合物，在加入环丁砜后，油中的芳烃溶解到溶剂中，从而形成组成不同、密度不同的两个液相，即油相和溶剂相。
油相中含有少量芳烃且密度较小，溶剂相含有大量芳烃且密度大，经过筛板塔连续多次逆流接触抽提，就可以得到高纯度的芳烃。
影响抽提过程的主要因素抽提过程的影响因素很多，概括为三要素：抽提原料油、溶剂和采用的手段（设备、操作条件等）。
在溶剂和设备结构选定后，操作条件就起着重要的作用。
下面结合芳烃抽提过程，分别讨论上述三要素对抽提过程的影响。
1溶剂性质的影响1.1溶剂的分配系数kc在萃取过程中，常常采用分配系数以表示平衡的两共存相中溶质浓度之间的关系，分配系数kc的定义为：kc=CE/CR式中：CE——平衡时溶质在萃取相（E）中的浓度；CR——平衡时溶质在萃余相（R）中的浓度。
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芳烃抽提也称芳烃萃取，用萃取剂从烃类混合物中分离芳的液液萃取过程。
主要用于从催化重整和烃类裂解汽中回收轻质芳烃(苯、甲苯、各种二甲苯)，有时也用从催化裂化柴油回收萘，抽出芳烃以后的非芳烃剩余称抽余油。
芳香烃简称“芳烃”，通常指分子中含有苯环结构的碳氢化合物。
基本概述
芳烃抽提 aromatics extraction 也称芳烃萃取，用萃取剂从烃类混合物中分离芳的液液萃取过程。
主要用于从催化重整和烃类裂解汽中回收轻质芳烃(苯、甲苯、各种二甲苯)，有时也用从催化裂化柴油回收萘，抽出芳烃以后的非芳烃剩余称抽余油。
芳香烃简称“芳烃”，通常指分子中含有苯环结构的碳氢化合物。
是闭链类的一种。
具有苯环基本结构，历史上早期发现的这类化合物多有芳香味道，所以称这些烃类物质为芳香烃，后来发现的不具有芳香味道的烃类也都统一沿用这种叫法。
例如苯、萘等。
苯的同系物的通式是CnH2n-6（n≥6）。
化学反应
芳香烃的加成反应
1.苯的加成反应
苯具有特殊的稳定性，一般不易发生加成反应。
但在特殊情况下，芳烃也能发生加成反应，而且总是三个双键同时发生反应，形成一个环己烷体系。
如苯和氯在阳光下反应，生成六氯代环己烷。
只在个别情况下，一个双键或两个双键可以单独发生反应。
2.萘、蒽和菲的加成反应
萘比苯容易发生加成反应，例如：在不受光的作用下，萘和一
分子氯气加成得1,4二氯化萘，后者可继续加氯气得1,2,3,4-四氯化萘，反应在这一步即停止，因为四氯化后的分子剩下一个完整的苯环，须在催化剂作用下才能进一步和氯气反应。
1,4-二氯化萘和
1,2,3,4-四氯化萘加热可以失去氯化氢而分别得1-氯代萘和1,4-二氯代萘。
由于稠环化合物的环十分活泼，因此一般不发生侧链的卤化。
蒽和菲的9、10位化学活性较高，与卤素的加成反应优先在9、10位发生。
[1]
芳香烃的还原反应
1.Birch还原反应
碱金属（钠、钾或锂）在液氨与醇（乙醇、异丙醇或二级丁醇）的混合液中，与芳香化合物反应，苯环可被还原成1,4-环己二烯类
化合物，这种反应叫做Birch（伯奇）还原。
例如，苯可被还原成
1,4-环己二烯。
Birch还原反应与苯环的催化氢化不同，它可使芳环部分还原生成环己二烯类化合物，因此Birch还原有它的独到之处，在合成上
十分有用。
萘同样可以进行Birch还原。
萘发生Birch还原时，可以得到
1,4二氢化萘和1,4,5,8-四氢化萘。
2.催化氢化反应
苯在催化氢化( catalytic hydrogenation)反应中一步生成环己烷
体系。
萘在发生催化加氢反应时，使用不同的催化剂和不同的反应
条件，可分别得到不同的加氢产物。
蒽和菲的9、10位化学活性较高，与氢气加成反应优先在9、10位发生。
3.用金属还原
用醇和钠也可以还原萘，温度稍低时得1,4-二氢化萘，温度高
时得1,2,3,4-四氢化萘。
芳香烃的结构
化学结构
苯是芳香化合物最典型的代表。
(1)苯的结构
近代物理方法证明：苯分子的六个碳原子和六个氢原子都在一
个平面内，因此它是一个平面分子，六个碳原子组成一个正六边形，碳碳键长是均等的，约为140pm，介于单键和双键之间。
碳氢键键
长为108pm，所有的键角都为120°。
(2)苯的芳香性
从结构上看，苯具有平面的环状结构，键长完全平均化，碳氢
比为1。
从性质上看，苯具有特殊的稳定性：环己烯的氢化热ΔH=-120KJ/mol,1,3-环己二烯的氢化热ΔH=-232KJ/mol（由于其共轭双
键增加了其稳定性）。
而苯的氢化热ΔH=-208KJ/mol。
1,3-环己二
烯失去两个氢变成苯时，不但不吸热，反而放出少量的热量。
这说明：苯比相应的环己三烯类要稳定得多，从1,3-环己二烯变成苯时，分子结构已发生了根本的变化，并导致了一个稳定体系的形成。
苯难于氧化和加成，而易于发生亲电取代反应，与普通烯烃的
性质有明显的区别。
苯还具有特殊的光谱特征。
苯环上的氢处于核磁共振的低场。
上述特点说明了苯具有典型的芳香特征。