芳烃抽提中环丁砜的劣化及其影响

芳 烃 抽 提 中 环 丁 砜 的 劣 化 及 其 影 响
顾 侃 英
石 油 化 工 科 学 研 究 院 - 北 京 " * % % % ( . ,
摘 要 !通 过 剖 析 芳 烃 抽 提 装 置 运 行 后 的 溶 剂 环 丁 砜 和 装 置 沉 积 物 -研 究 了 环 丁 砜 劣 化 的 化 学 过 程 -对 环 丁 砜 的 劣 化 机 理 提 出 了 新 的 认 识 / 考 察 了 环 丁 砜 劣 化 的 影 响 因 素 及 其 对 芳 烃 抽 提 性 能 的 影 响 指 出 依 靠 现 行 的 添 加 单 乙 醇 胺 的 方 法 不 仅 不 能 从 根 本 上 解 决 环 丁 砜 劣 化 带 来 的 问 题 - 而 且 会 影 响 芳 烃 抽 提 性 能 / 关 键 词 ! 环 丁 砜 0 劣 化 0 芳 烃 抽 提 中 图 分 类 号 !1 3 + + 4 " 01 3 + ’ 4 & 2 2 文 献 标 识 码 !5
石 油 学 报 * 石 油 加 工 , + % % %年 (月
5N 1 5R 2 1 S QT 2 U = U IU N 5* R 2 1 S QT 2 VW R S QN 2 = = U IX = 2 N 1 U QI,
第 " 3卷 第 ’期
文 章 编 号 !" % % " $ ( ) " # * +% % % , % ’ $ % % " # $ % )
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’ 7) 8 的 劣 化 一 直 是 困 扰 芳 烃 抽 提 工 艺 的 一 个 突 出 问 题 6 /主 要 表 现 为 环 丁 砜 颜 色 变 深 9: ; 值 不 断 下 降 9设
备 腐 蚀 并 形 成 沉 积 物 以 及 溶 剂 损 失 量 增 加 等 / 目 前 - 国 内 外 广 泛 采 用 的 对 策 是 注 入 单 乙 醇 胺 - 以 减 缓 因 : ; 值 下 降 造 成 的 设 备 腐 蚀 - 然 而 效 果 并 不 理 想 / 笔 者 通 过 分 析 劣 化 环 丁 砜 和 装 置 沉 积 物 的 详 细 组 成 - 研 究 了 环 丁 砜 劣 化 的 化 学 过 程 - 对 其 劣 化 机 理 提 出 了 新 的 观 点 / 还 考 察 了 环 丁 砜 劣 化 的 影 响 因 素 及 其 对 芳 烃 抽 提 性 能 的 影 响 - 为 合 理 解 决 环 丁 砜 劣 化 问 题 提 供 了 理 论 和 实 践 的 依 据 /
砜 溶 于 水 " 约 % ’ * 的 环 丁 烯 砜 立 刻 分 解 " 放 出 + & ’( ,%! 若 温 度 升 高 "+ ,% 生 成 量 急 剧 增 加 " 例 如 在 # 时 + ’( 时 的 #倍 ! ,% 的 生 成 量 几 乎 是 @
万方数据
第 E期
芳 烃 抽 提 中 环 丁 砜 的 劣 化 及 其 影 响 表 F 环 丁 烯 砜 含 量 对 劣 化 试 验 中 腐 蚀 率 7 ; G 与 热 稳 定 性 7 的 影 响 ; H I
笔 者 在 实 验 中 发 现 " 劣 化 环 丁 砜 中 的 酸 性 物 主 要 是 丁 基 磺 酸 " 还 有 少 量 羧 酸 和 硫 酸 9 沉 积 物 的 主 要 成 分 是 腐 蚀 产 物 磺 酸 铁 盐 及 日 常 添 加 的 单 乙 醇 胺 的 磺 酸 盐 " 未 发 现 聚 丁 二 烯 或 其 它 聚 合 物 ! 在 空 气 中 加 热 环 丁 砜 使 其 劣 化 " 通 过 分 析 " 也 得 到 了 相 同 的 结 果 ! 由 此 " 笔 者 认 为 " 环 丁 砜 的 劣 化 主 要 是 由 于 环 丁 砜 在 芳 烃 抽 提 工 艺 条 件 下 被 水 解 4 开 环 形 成 磺 酸 而 引 起 的 " 与 文 献 报 道 的 观 点 不 同 ! 笔 者 还 发 现 " 以 杂 质 存 在 的 环 丁 烯 砜 在 升 温 后 分 解 放 出 + ,%" + ,% 溶 于 水 生 成 少 量 硫 酸 存 在 于 劣 化 环 丁 砜 中 ! 5 $ 5 氧 对 环 丁 砜 劣 化 的 影 响 为 了 考 察 氧 对 环 丁 砜 劣 化 的 影 响 " 将 环 丁 砜 分 别 在 有 氮 和 无 氮 保 护 下 进 行 劣 化 试 验 " 结 果 如 图 #所 示 ! 从 图 #可 以 明 显 看 出 " 氧 的 存 在 大 大 加 速 了 环 丁 砜 的 劣 化 ! 因 此 " 在 芳 烃 抽 提 装 置 进 料 中 氧 含 量 通 7 @ 8 常 应 小 于 #= ? > > ! 的 影 响 5 $ ‘ 环 丁 烯 砜 : ; a Q b & 8 在 环 丁 砜 的 商 品 规 格 7 中 " 环 丁 烯 砜 的 含 量 和 热 稳 定 性 是 两 项 重 要 指 标 !通 常 "由 于 生 产 过 程 中 加 氢 深 度 不 够 以 及 反 应 过 剩 的 + ,% 驱 赶 不 完 全 而 不 能 达 标 ! 环 丁 烯 砜 影 响 了 环 丁 砜 的 劣 化 ! 为 考 察 环 丁 烯 砜 对 环 丁 砜 劣 化 的 影 响 " 配 制 了 不 同 环 丁 烯 砜 含 量 的 环 丁 砜 试 液 ! 配 制 时 环 丁 烯 砜 的 含 量 应 控 制 在 规 格 规 定 的 ’ $ % * 以 内 !图 %及 表 #为 其 在 # & ’( 下 的 劣 化 试 验 结 果 ! 从 图 %及 表 #可 以 看 出 "随 着 环 丁 烯 砜 量 的 增 加 "_ c 值 和 热 稳 定 性 下 降 " 腐 蚀 率 : 上 升 !图 e为 不 同 环 丁 烯 砜 含 量 的 环 丁 砜 ; d 试 液 在 不 同 温 度 下 的 热 稳 定 性 曲 线 ! 从 图 e可 以 看 出 " 随 着 试 验 温 度 的 升 高 和 环 丁 烯 砜 量 的 增 加 "热 稳 定 性 下 降 !在 室 温 下 "若 将 环 丁 烯
万方数据 收 稿 日 期 !" # # # $ % & $ % ’
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石 油 学 报 : 石 油 加 工 ;
第 # <卷
性 的 指 标 ! 本 研 究 也 采 用 该 项 指 标 来 评 定 环 丁 砜 的 热 稳 定 性 " 评 定 试 验 在 # $ %节 所 述 的 环 丁 砜 劣 化 试 验 装 置 中 进 行 !将 一 定 量 的 环 丁 砜 装 入 烧 瓶 中 "在 通 氮 情 况 下 于 # & ’( 回 流 #) "放 出 的 气 体 用 装 有 # ’*
" 7. 8 在 芳 烃 抽 提 工 艺 中 -环 丁 砜 是 比 较 理 想 的 溶 剂 6 -因 为 它 能 获 得 较 高 的 芳 烃 收 率 -便 于 两 相 分 层 和
溶 剂 回 收 -而 且 能 降 低 能 耗 和 溶 剂 损 失 /环 丁 砜 用 于 芳 烃 抽 提 已 有 ’ %年 的 历 史 -然 而 工 业 运 行 中 环 丁 砜
图 2 氧 对 环 丁 砜 劣 化 的 影 响 $ 2 D A B C E E F G H I EI J K C F LI LM F H F N B I N O H B I LI EP Q R E I R O L F
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< 实 验 部 分
< 4 < 原 料 劣 化 环 丁 砜 取 自 上 海 石 油 化 工 股 份 有 限 公 司 芳 烃 抽 提 装 置 -在 不 同 运 行 时 间 采 集 -它 们 的 : 记 ; 值 * 为 : 4 3 ( 9’ 4 & ( 93 4 # 3 9# 4 & ’ 0 ;%, 分 别 为 . 新 鲜 的 环 丁 砜 为 = 公 司 产 品 - 工 业 品 -: 4 ( " / > ? @ @ ;A# < 4 B 环 丁 砜 的 劣 化 试 验 C 环 丁 砜 的 劣 化 试 验 在 一 装 有 回 流 冷 凝 器 的 三 口 烧 瓶 中 进 行 / 烧 瓶 中 间 挂 "片 + 碳 钢 的 试 片 / 在 烧 瓶 % 中 加 入 一 定 量 的 环 丁 砜 -控 制 温 度 " ( %D/每 次 试 验 时 间 为 (E -定 期 测 定 试 液 的 : ; 值 -试 验 结 束 测 定 试 片 的 腐 蚀 率 * 以 FFG 表 示 , 整 个 试 验 在 I+ 流 保 护 下 进 行 / H < 4 J 环 丁 砜 抽 提 性 能 的 评 定 在 已 称 量 的 分 液 漏 斗 中 - 室 温 下 定 量 加 入 混 合 芳 烃 的 正 辛 烷 溶 液 和 环 丁 砜 - 单 次 抽 提 时 溶 液 与 环 丁 砜 的 体 积 比 为 " 此 时 两 相 已 完 全 分 离 , K" % -振 荡 + %FL -静 置 +> * -然 后 将 上 9下 层 液 体 分 别 取 出 并 称 M 量 / 混 合 芳 烃 的 正 辛 烷 溶 液 含 苯 9 甲 苯 9N 烃 和 正 辛 烷 -’组 分 体 积 比 为 + K+ K" K& / ( 芳 用 气 相 色 谱 分 析 抽 出 相 和 抽 余 相 中 的 苯 9甲 苯 和 N 烃 含 量 -计 算 抽 出 率 9抽 余 率 和 物 料 平 衡 -各 ( 芳 组 分 的 回 收 率 应 在 # & O 以 上 / < 4 P 热 稳 定 性 评 定 国 内 外 生 产 厂 家 普 遍 采 用 " 环 丁 砜 ">放 出 = ( %D 时 -+ & %F@ Q+ 的 毫 克 数 作 为 衡 量 环 丁 砜 热 稳 定