30万ta芳烃抽提装置技术方案比选及优化

关键词 :环丁砜 ;芳烃抽提 ;劣质溶剂再生 ;爪式干式真空泵 中图分类号 :T Q 241 .1 文献标识码 :B 文章编号 :1008-0511(2009)04-0038-03
芳烃(苯 、甲苯 、二甲苯)是和乙烯 、丙烯及丁 二烯具有同等地位的重要石油化工原料 , 广泛地 应用于合成橡胶 、合成树脂 、合成纤维生产 , 同时 也是合成洗涤剂 、增塑剂 、炸药 、染料和农药等工 业的原料 。苯可以合成苯乙烯 、环己烷 、苯酚 、苯 胺及烷基苯等 。 甲苯不仅是有机合成中的优良溶 剂 , 而且可以作为原料合成异氰酸酯 、甲酚 , 还可 以通过歧化和脱烷基制苯 , 或掺入汽油来提高汽 油的辛烷值 。 二甲苯是涂料工业的优良溶剂 , 在 合成化工方面 , 对二甲苯(PX)是涤纶和聚酯树脂 的主要原料 , 邻二甲苯(OX)则是重要的增塑剂的 原料 。
0 .1 1 .0
1971
2 .2 工艺技术方案选择 根据上述 5 种溶剂法芳烃分离工艺技术特点
的对比 , 在能耗方面 , Sulf olane 要优于其它工艺 。 该方法芳烃回收率高 , 原料范围宽 。 该法芳烃回 收率可达苯 99 .9 %、甲苯 99 .0 %、二甲苯96 .0 %。 另外 , 中国石油吉林石化公司现有两套芳烃生产 线均采用了以环丁砜为溶剂的抽提工艺 , 有丰富 的生产实践经验 。所以吉林石化公司新建芳烃抽 提装置采用中国石化石油化工科学研究院专利技 术 , 以环丁砜为溶剂 、乙烯装置的加氢裂解汽油为 原料 , 通过溶剂抽提 , 将其分离成苯 、甲苯 、二甲苯 和抽余油 。年处理加氢汽油 30 万 t , 其中年产苯 14 .4 万 t 、甲苯7 .5万 t 、混合二甲苯 4 .2 万 t 、抽余 油3 .71万 t 、重芳烃 0 .13 万 t 。
1 芳烃抽提装置工艺技术简介
1 .1 国内外工艺技术概况 芳烃的分离生产技术(芳烃抽提)是芳烃生产
中不 可缺少的步骤 , 一般采 用溶剂抽提的方法 。 根据所用溶剂的不同 , 分为 Udex 工艺 、Sulfo lane 工艺(即环丁砜法)、Arosdvan 工艺 、Distapex 工 艺和 Octenar 工艺 。其中 , 环丁砜溶剂溶解能力 强 , 选择性好 , 分离容易 , 溶剂损耗少 , 无毒价廉 , 并能从芳烃原料中经济 、高回收率地获取高纯度 芳烃 , 在世界上被广泛采用 。 Udex 法溶剂由四甘 醇或三甘醇取代了二甘醇 , 使工艺流程得以简化 ,
[ 参 考 文 献 ]
[ 1] 吉林化 工工程公司 .石 油及石油化工建 设工程技术经济 水 平调查与研究(基本有机化工原料)[ M ] .北京 :中国石油 天 然气集团公司规划计划部和规划设计总院 , 1999 .
Technical scheme comparison and optimization of 300 kt/a aromatics extraction unit
第 4期
王晓霞 , 等 .30 万 t/ a 芳烃抽提装置技术方案比选及优化
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不必经常再生 。 流程简单 , 回收率高 , 苯产品纯度 高 , 冰点 5 .5 ℃, 含苯质量分数 99 .95 %以上 。
(4)Distapex 工艺 选用二甲基亚砜为溶剂 。 可以抽提重芳烃 , 例如煤油芳烃 。 可以采用高烯烃含量原料 , 不必 加氢处理 。采用丁烷或戊烷反抽提法 , 流程较复 杂 。 溶剂较便宜 , 但热稳定性差 。 (5)Octenar 工艺
选用 N-甲酰基吗啉为 溶剂 。 利用芳烃和水 回流的方法抽提 。抽提物用芳烃与水共沸蒸馏的 方法回收 。苯产品纯度不高 。
2 工艺技术方案的比较与选择
2 .1 工艺技术方案对比 工艺技术方案对比见表 1 。
方法
专利公司
采用溶剂
抽提塔形式 压力/ M Pa 温度/ ℃ m(溶剂)∶m(进料) m(回流)∶m(进料) 溶剂中 w(水)/ % 苯回收率/ % 甲苯回收率/ % 二甲苯回收率/ %
真空度能达到工艺要求而且可以做到无工艺污水 排放 , 减少环境污染 , 同时降低装置能耗 。
4 结 论
采用上述几项新技术措施 , 使该装置开创了 国内芳烃装置运行生 产时无工艺污 水排放的先 例 , 进而使该装置从一个污染大户变成了环保项 目 。 自 2005 年末开车以 来 , 该 装置生产 运行稳后强有力 的市场竞争力 。
一难题 。 原料组成的波动会直接影响整个抽提系 统的稳定 , 为了解决这个问题 , 采用抽提工序的副 产品抽余油与原料混兑的措施 , 使抽提进料中芳 烃质量分数在 73 %以内 , 这样就保证了装置操作 的稳定性 。 3 .2 劣质溶剂再生技术
在芳烃抽提的工艺过程中 , 环丁砜遇氧或高 温会发生分解和降解 , 产生磺酸类酸性物质 。而 芳烃抽提装置的设备材质以碳钢为主 , 处于酸性 腐蚀环境 , 设备容易老化 , 经常泄漏 , 严重威胁正 常的安全生产 。同时由于产品中存在磺酸盐等杂
(1)Udex 工艺 工艺流程 为抽提 、汽提 、水分 馏 、溶剂 再生 。 溶剂为甘醇 , 溶解能力低 , 汽提塔正压操作 。 (2)Sulfo lane 工艺 溶剂为环丁砜 。 流程简化 , 无芳烃水洗塔及 水分馏塔 。投资 、消耗指标低 , 芳烃回收率高 。原 料范 围 宽 , 芳 烃 回 收 率 可 达 苯 99 .9 %、甲 苯 99 .0 %、二甲苯 96 .0 %。 可抽提 C6 ～ C11 范围内 的芳烃 。 成品塔需负压操作 。 对碳钢不腐蚀 。 (3)Aro sdv an 工艺 选用 N-甲基 吡咯烷 酮加二 甘醇 二元 溶剂 。 抽提塔为特殊设计的结构 , 效率高 。 烯烃由残油 层去除 , 不必白土吸附 。 汽提塔负压操作 。 溶剂
消耗指标/ t 原料 蒸汽/ t 电/(kW · h) 水/ t 溶剂/ kg 溶剂参考价格/(美元 · k g -1)
工业化年份
投资规模/(万 t · a -1) 建设费/ 万美元
表 1 5 种工业化芳烃抽提方法工艺技术方案对比表[ 1]
Udex 法
Sul folane 法
A rosdvan 工艺 Di st apex 工艺
WA N G X iao-x ia1 , CH EN Wei-zhi2 (1 .Pet roChina Nort heast Re f ining & Chem ical Engineeri ng Co .Lt d ., J i li n Desi gn Insti tute , J i li n 132021 , China ;2 .J il in Pet rochemi cal Co .L t d ., Pet roChina , J i lin 132021 , China)
环丁砜抽提工艺是 20 世纪 60 年代初由美国 Shell 公司开发 成功 , 现由美国 Shell 和 UOP 公 司联合进行工程设计 , 称为 Sulf olane 工艺 , 环丁 砜对芳烃溶解度大 , 选择性好 , 溶剂与进料的质量 比可降低到 3 ∶1 , 能耗小 , 芳烃回收率高 , 产品纯 度高 。环丁砜低毒 、无腐蚀 , 设备材质可 选用碳 钢 , 设备投资低 。由于上述特点 , 使得该工艺成为 目前世界上广泛应用的芳烃抽提工艺 。 中国经过 三十多年来对引进技术的消化吸收 , 已经掌握了 芳烃抽提 、芳烃分馏工艺和催化剂 、溶剂的技术关 键 , 可以自行设计工业化生产装置 。 1.2 目前已工业化的 5 种溶剂抽提工艺技术特点
混合沉降槽 常压
30 ～ 60
转盘塔 0 .88
30
搅拌填料塔或筛板塔 0 .4
40 ～ 70
(10 ～ 17)∶100 (2 ～ 3 .5)∶100
7 .7 ∶100
(1 .0 ～ 1 .4)∶100 (0 .4 ～ 0 .6)∶100 (0 .8 ～ 1 .2)∶100
8 ～ 10
0 .5 ～ 0 .7
3 工艺技术方案的优化
项目在开展设计时 , 借鉴多个装置的经验及 教训 , 对目前芳烃装置中存在的共性问题进行了
改进和优化 。 3 .1 非芳烃循环技术
装置抽提系统对原料组成要求较苛刻 , 要求 芳烃质量分数在 80 %以内 , 即原料使用范围非常 窄 , 芳烃质量分数过高 , 造成系统波动 , 更为严重 的是造成抽提塔“托塔” , 系统处于混乱状态 。 而 采用技术先进的非芳烃循环技术可以充分解决这
含二甘醇 45
(7 ～ 8)∶100 0 .32)∶100
9
6 ∶100
99 .5
99 .9
99 .9
99.9
100 .0
98 .0 95 .0
99 .0 96 .0
99 .0 96 .0
98.0 90.0
99 .7 97 .6
1 .9 24 .0 ～ 35 .0 41 .0 ～ 100 .0
0 .55 0 .3 ～ 0 .5
1952
10
141
0 .8 6 .3 31 .0 0 .13 1 .5
1961
10
120
0 .8 11 .0 30 .0 0 .10 0 .54
1962
18
153
2 .25 9 .43 26.0 0 .14 0 .7
1967
7
120
0 .65 ～ 0 .85 10 .0 ～ 13 .0 8 .0 ～ 10 .0
Abstract :On t he principle of making f ull use of do mest ic process technolo gy , throug h com paring several process t echno logies o f arom atics ex traction unit , select domestic developing sulf olane technique of aromati cs ex t racti on uni t in Jilin P et ro chemical Co .Lt d .By o ptimizati on and technical renov ation of aro matics ex traction uni t , adopt new type claw ed dry v acuum pum p , so as to let t he unit have no w astew ate r discharge during normal operat ion . Key words:Sulf olane ;A ro matics ex t racti on ;Regenerati on of inferio r qualit y solvent ;Claw ed dry vacuum pump