大芳烃抽提工艺原理
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。
惠州PX芳烃抽提介绍
三、芳烃抽提流程介绍
当系统中贫溶剂的pH值下降时，可采用单乙醇 胺注入泵由单乙醇胺罐向贫溶剂中注入少量单乙醇 胺，调节贫溶剂的pH值在5.5－8.0之间。当系统中 出现发泡趋势时，可采用消泡剂注入泵由消泡剂罐 向贫溶剂中注入少量消泡剂溶液，用量大约为循环 溶剂的1～3mg/kg。
三、芳烃抽提流程介绍
项目
总非芳 C6非芳 C7非芳 环丁砜
单位
ω％ ω％ ω％ mg/kg
规格
≤0.1 ≤0.01 ≤0.015 ≤3
分析方法
ASTM D6563 Q/SH0134214
四、芳烃抽提原料及产品介绍
抽余油规格
项目 芳烃 环丁砜 单位 ω％ mg/kg 规格 ≤1.0 ≤3 分析方法 ASTM D6563 Q/SH0134214
二、芳烃抽提工艺原理
溶剂和原料馏份在抽提蒸馏（ED）塔接触形成 气液两相，由于溶剂与芳烃的作用力更强，使非芳 烃富集于气相，于塔顶排出；芳烃组分富集于液相 并被提纯，于塔底排出。 富集芳烃的液相进入溶剂回收塔，在塔内进行 芳烃与溶剂的分离，贫溶剂循环使用。 一小股贫溶剂进入溶剂再生塔减压蒸发，脱 除其中机械杂质和溶剂降解物，保持溶剂系统洁净。
一、芳烃抽提简介
惠州炼油项目芳烃抽提部分的设计处能力78万 吨/年，年开工时间为8400小时，装置设计操作弹性 为65%~110%。
二、芳烃抽提工艺原理
按目的产品分类 芳烃抽提装置的主要目的产品为苯、甲苯和混合二甲苯。
单苯抽提；苯、甲苯的双苯抽提；三苯抽提（苯、甲苯、二 甲苯）
按工艺类型分类
液液抽提工艺；抽提蒸馏工艺
1260~1270 <3.0 <0.1 <20
二、芳烃抽提蒸馏工艺原理
关于芳烃抽提技术研究进展和应用现状探索
技术应用与研究一、芳烃抽提技术原理的分析为了提升芳烃的纯度，需要采取抽提技术将芳烃分离，其技术原理分为两类。
１．液－液抽提。
这一技术原理是借助溶剂就芳烃抽提原料中的不同类型的烃类组分进行提取，因为这些烃类组分的溶解度不同，在分层后形成密度不同的两个液相，从而达到芳烃与非芳烃分离的目的。
这一技术主要是在专门的汽提塔中完成。
２．这一技术原理主要是在芳烃原料中添加极性溶剂，根据溶剂在烃类各组分中的相对挥发度带来的影响不同，将目的芳烃与其他组分间的相对挥发度提高，从而达到芳烃与非芳烃分离的目的。
这一技术主要是在塔器内完成抽提与汽提。
３．注意事项。
不管选取哪种芳烃抽提技术，均必须正确选择合适的溶剂，因为其将直接对抽提体系的建立，进而影响装置效率，对投资和操作费用也会带来影响。
所以在选取溶剂时，需要具有以下几种特点：一是对芳烃具有良好的选择性，有助于分离效果的优化与芳烃纯度的提升；二是对芳烃具有较强的溶解能力，从而将装置成本与操作费用降低；三是具有良好的热稳定性与化学稳定性，能有效的预防溶剂变质与过度损耗，预防降解物对芳烃带来污染和对设备带来腐蚀；四是相较于芳烃的沸点有着较大的差别，从而更好地进行芳烃分离；五是与芳烃原料具有较强的密度差，且乳化的难度较大，这样就能确保抽提塔中轻重两相良好的水力学流动特性；六是两相的界面具有较大的张力，这样才能更好地促进液滴的聚集和分层；七是蒸汽气压较大，能有效的降低溶剂的跑损；八是具有粘度小和凝点低的特点，从而更好地进行传热和传质；九是无毒无腐蚀，能有效的将设备选择与操作要求；十是价格低廉，容易获取。
二、芳烃抽提技术的国内外研究进展简要梳理１．国外。
目前国外在芳烃抽提技术方面的发展较快，具体主要体现在以下三个方面。
一是由美国的ＧＴＣ公司开发的抽提蒸馏技术。
该技术采用的复合溶剂中包含了环丁砜与添加剂，不仅具有良好的热稳定性，而且循环量很低，对于二甲苯具有较强的适应性，能在芳烃含量范围更广的原料中应用，从而有效的解决传统的单一环丁砜抽提时在原料芳烃与烯烃含量方面的限制。
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
大芳烃抽提讲课(工艺原理)
GLC分析
丙环丁砜醚 环丁烯砜
UOP 608-65
几种溶剂比较
用作抽提的溶剂,要有高度的选择性,即尽可能将芳 烃全部抽提出来;要求与芳烃有足够的沸点差,以便在精 馏时,很方便的将它们分离;还要求有足够的热稳定性,抗 氧化安定性,无毒和价廉。 工业用芳烃抽提剂对芳烃的溶解能力由高至低的次序 为:N-甲基吡咯烷酮,四乙二醇醚>环丁砜,N-甲酰基吗啉> 二甲基亚砜,三乙二醇醚>二乙二醇醚。 选择性以环丁砜和二甲基亚砜为最好,三乙二醇醚和N-甲 酰基吗啉次之,N-甲基吡咯烷酮最差。 此外,环丁砜还具有密度大、粘度小的优点。因此,在 众多工业用抽提剂中,要数环丁砜最好（综合选择性、溶 解能力、热稳定性）,其次是N-甲酰基吗啉和四乙二醇醚。
性质描述: 无色无味固体，在27-28℃时，熔化成无色透明液体。凝 固点（99.8%浓度）26℃，具有很好的化学和热稳定性。 蒸气压（Pa）：1940（150℃）；11400（200℃） 折光率： 1.48-1.483 （30摄氏度） 溶解性： 与水混溶，可混溶于丙酮、苯、混合二甲苯、甲硫醇、乙 硫醇混溶，也可溶于芳烃和醇类，对石蜡烃和烯烃溶解度很小。 燃爆危险： 本品可燃，具腐蚀性，可致人体灼伤。 危险特性：遇明火、高热可燃。
S
O O
本装臵环丁砜规格
项 密度，30℃， 硫， 热稳定性 水， 灰分， 馏程 ASTM D1078 % (m) % (m) 目 kg/m3 % (m) 方 法 指 标 ASTM D 4052 ASTM D 4045 UOP599-68T或相当 GB/T1133 ASTM D482 1260~1270 26.0~27.0 20 mg SO2/kg 最大 需测定 0.1 最大 282℃，最大馏出5% 288℃，最小馏出95% （温度需校正到760mm Hg ） 0.2 % (m) 最大 0.2 % (m) 最大
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
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O
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本装置环丁砜规格
项目
密度，30℃， kg/m3
硫，
% (m)
热稳定性
水， 灰分， 馏程
% (m) % (m)
GLC分析 丙环丁砜醚 环丁烯砜
方法 ASTM D 4052 ASTM D 4045 UOP599-68T或相
当 GB/T1133 ASTM D482
ASTM D1078
在抽提塔操作中，抽提速度与接触面积成正比，抽提 塔的结构，分散相和连续相的选择，应有利于扩大两 相的接触面积；浓度差是推动抽提进行的主动力，采 用逆流式抽提，加大溶剂比，有利于增加浓度差；增 加两相的运动速度，减小相边界上液体层的厚度，有 利于传质；保证必要的抽提时间，以达到要求的芳烃 收率。
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2、芳烃抽提原理
溶剂液－液抽提法是分离芳烃的主要手段，该方法 是一种物理分离过程，又称液－液萃取。它所依据的 原理是利用烃类各组分在溶剂中溶解度不同，即当溶 剂与原料油混合后，溶剂对芳烃和非芳烃进行选择性 溶解，形成组成和密度都不相同的两相，即溶剂相 （分散相）、抽余相（连续相），在抽提塔中的溶剂 相与原料油在塔板之间经过多次逆流接触传质，最终 在塔顶得到芳烃含量很低的抽余油，在塔底得到富含 芳烃的富溶剂。从而使芳烃和非芳烃达到分离的目的。
环丁砜性质
中文名称： 环丁砜 英文名称： sulfolane 中文名称2： 四亚甲基砜 噻吩烷砜 英文名称2： tetramethylene sulfone CAS No.： 126-33-0 分子式： C4H8O2S 分子量： 120.16 理化特性 主要成分： 纯品 外观与性状： 无色液体。 熔点(℃)： 27.4-27.8 沸点(℃)： 285 相对密度(水=1)： 1.26 （30摄氏度） 相对蒸气密度(空气=1)： 4.2 闪点(℃)： 176
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溶剂分离器
出抽提塔的抽余油中夹带和溶解一定量的溶剂， 脱除抽余油中所携带的溶剂，可降低溶剂消耗并保证 抽余油质量。
溶剂分离器为三段式结构。出抽提塔的抽余油首先通 过其下段，在内装的功能件的作用下，抽余油携带的 大部分溶剂得到回收；之后的抽余油经过抽余油水洗 塔进一步脱除抽余油中的少量溶剂后，返送至该设备 的中、上两段；在内装的膜分离件的作用下可保证抽 余油产品中的水、溶剂含量合格，实现回收溶剂降低 溶剂消耗、提高抽余油质量的目的。
抽提过程要有效地进行，必须满足下列条件： • 抽提原料中各组分在溶剂中有不同的溶解度； • 溶剂对芳烃有较高的溶解度； • 溶剂与非芳烃不能完全互溶； • 溶剂相和抽余相具有不同的比重，并明显分为两层。
抽提塔是使用溶剂分离芳烃与非芳烃的主要设备。以进料口为界： 上部叫回收段（或叫抽提段），是溶剂溶解烃类的主要部分；下部 叫返洗段，是轻质非芳置换重质非芳以达到分离重质非芳的目的。
本装置主要由抽提、溶剂再生、辅助三个部分组成。 其原料为重整脱戊烷塔底来的C6组分。
溶剂再生部分的作用是对溶剂进行沉降、过滤再生， 再生后的溶剂循环使用，分离出的老化变质的溶剂和 杂质送出装置。
辅助部分的作用主要是溶剂储存、原料和产品储存、 开停工进退料、蒸汽及蒸汽冷凝水、收集全装置排凝 物料等。
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性质描述: 无色无味固体，在27-28℃时，熔化成无色透明液体。凝 固点（99.8%浓度）26℃，具有很好的化学和热稳定性。 蒸气压（Pa）：1940（150℃）；11400（200℃） 折光率： 1.48-1.483 （30摄氏度） 溶解性： 与水混溶，可混溶于丙酮、苯、混合二甲苯、甲硫醇、乙 硫醇混溶，也可溶于芳烃和醇类，对石蜡烃和烯烃溶解度很小。 燃爆危险： 本品可燃，具腐蚀性，可致人体灼伤。 危险特性：遇明火、高热可燃。
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抽提过程要有效地进行，必须满足下列条件： 1)抽提原料中各组分在溶剂中有不同的溶解度； 2)溶剂对芳烃有较高的溶解度； 3)溶剂与非芳烃不能完全互溶； 4)溶剂相和抽余相具有不同的比重，并明显分为
两层； 5)溶剂对各种烃类的溶解度按大小排列为： 6)芳烃与非芳烃在环丁砜中存在着明显的溶解度
UOP 608-65
指标 1260~1270 26.0~27.0
20 mg SO2/kg 最大
需测定 0.1 最大 282℃，最大馏出5% 288℃，最小馏出95% （温度需校正到760mm
Hg）
0.2 % (m) 最大 0.2 % (m) 最大
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几种溶剂比较
用作抽提的溶剂,要有高度的选择性,即尽可能将芳烃全 部抽提出来;要求与芳烃有足够的沸点差,以便在精馏时,很 方便的将它们分离;还要求有足够的热稳定性,抗氧化安定 性,无毒和价廉。 工业用芳烃抽提剂对芳烃的溶解能力由高至低的次序 为:N-甲基吡咯烷酮,四乙二醇醚>环丁砜,N-甲酰基吗啉> 二甲基亚砜,三乙二醇醚>二乙二醇醚。 选择性以环丁砜和二甲基亚砜为最好,三乙二醇醚和N-甲 酰基吗啉次之,N-甲基吡咯烷酮最差。
差异，这个差异 就是芳烃与非芳烃之间溶解 度的距离。
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在同一类烃中，随分子量的增加，溶解度 降低。即： 苯＞甲苯＞二甲苯＞重质芳烃； 轻质环烷烃或烯烃＞重质环烷烃或烯烃； 轻质烷烃＞重质烷烃。 环烷烃或烯烃＞直链烷烃；
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在芳烃抽提工艺中，习惯上往往把芳烃与非芳烃 在溶剂中溶解度的差异叫做分类选择性。分类选择性 大，有利于抽提。而把同类烃中不同分子量的烃，在 溶剂中溶解度的差异，叫做轻重选择性。轻重选择性 小有利于芳烃抽提。
此外,环丁砜还具有密度大、粘度小的优点。因此,在众 多工业用抽提剂中,要数环丁砜最好（综合选择性、溶解 能力、热稳定性）,其次是N-甲酰基吗啉和四乙二醇醚。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
4、主要塔工艺原理与作用
抽提塔C-2401
抽提塔的原理是利用烃类各组分在溶剂中溶解度不同，通过液／ 液萃取的方式，实现分离芳烃和非芳烃的目的。即当溶剂与原料油 混合后，溶剂对芳烃和非芳烃进行选择性溶解，形成组成和密度都 不相同的两相，即溶剂相(分散相)、抽余相(连续相)，在抽提塔中的 溶剂相与原料油在塔板之间经过多次逆流接触传质，最终在塔顶得 到芳烃含量很低的抽余油，在塔底得到富含芳烃的富溶剂。