芳烃抽提工艺知识课件.ppt
芳烃抽提工艺知识,芳烃抽提工艺知识,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,芳烃抽提工艺知识,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。,芳烃抽提工艺知识,以环丁砜作为抽提剂为例: 环丁砜能够选择性地溶解芳烃，抽提原料在液相状态下送入抽提塔中段，而溶剂从抽提塔顶进入，在抽提塔内，芳烃被选择性地抽出，含芳烃的溶剂称富溶剂。富溶剂抽出后送入带压操作的汽提塔，随芳烃一起抽出的少量轻烷烃从汽提塔顶馏出，作为回流循环回抽提塔；汽提塔底产物被送到减压操作的回收塔，在回收塔中芳烃与溶剂完全被分离，溶剂分离后再返回抽提塔顶。,芳烃抽提工艺知识,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。,芳烃抽提工艺知识,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。,芳烃抽提溶剂的选择,芳烃抽提工艺知识,在选择芳烃抽提溶剂时必需要考虑: （1）对芳烃必需有较高的溶解能力； （2）对芳烃必需有较高的选择性； （3）溶剂与原料烃的密度必需有较大差异。 以上三项是选择芳烃抽提用溶剂必需首先考虑的基本条件，除此之外，还要考虑另外一些条件。,芳烃抽提工艺知识,（1）溶剂与原料烃相界面张力要大，应不易乳化、不易发泡。 （2）溶剂与抽出物的沸点应有较大的差异，不产生共沸物，以便与用分馏的方法加以分离。 （3）化学稳定性要好，不与原料起化学反应，本身不易变质，不腐蚀设备。 （4）蒸发潜热和比热容要小，使之能耗低，蒸汽压要低，不易挥发损耗。 （5）凝点低，粘度小，不易燃，便于贮运。 （6）价格要低，供应来源要有保证等。,芳烃抽提工艺知识,环丁砜的性质,结构式： 分子式：C4H8SO2 分子量：120.17 比重（d20）：1.26 环丁砜又名1.1二氧化四氢噻吩，高纯度的环丁砜为无色透明液体，工业产品多为浅棕红色或浅黄色透明液体。,4,芳烃抽提工艺知识,苯抽提抽提部分流程,芳烃抽提工艺知识,苯抽提抽提部分控制流程（一）,芳烃抽提工艺知识,苯抽提抽提部分控制流程图（二）,芳烃抽提工艺知识,苯抽提的基本操作,抽提塔（C401） 溶剂与原料接触的场所，将芳烃和非芳烃分离开。 1、溶剂的性能 本装置使用溶剂为环丁砜，具有溶剂度大、选择性强、密度大、稳定性好等优点。 2、温度 温度对环丁砜的溶解度和选择性影响很大。温度升高时，溶解度将会加大，有利于芳烃主要是苯回收率的增加；但是，随着芳烃溶解度的增加，非芳烃在溶剂中的溶解度也是增大，而且比芳烃增加的更多，因而使溶剂的选择性变差，使产品芳烃纯度下降。温度的控制措施是控制进料和贫溶剂的温度，分别有调节阀调节。,芳烃抽提工艺知识,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/抽提塔进料量4（重量比），而实际生产时，该溶剂比为33.5时效果较好。,芳烃抽提工艺知识,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,5、抽提塔界面 抽提塔底界面的变化与很多因素有关，例如负荷多少、原料组成和操作条件的变化等。为保证界面的稳定，在进料和运转操作没有过大的改变时，切忌盲目补充和排出溶剂。 界面一般控制5070%，通过塔顶非芳烃的排出量控制，即塔底界面与非芳烃流量串级控制。,芳烃抽提工艺知识,6、操作压力 抽提塔压力对芳烃纯度和芳烃回收率影响不大。但是，抽提塔操作压力适宜，就保证了原料处于泡点下液相状态。而且，抽提塔操作压力与界面控制也有密切关系，因此操作压力也是芳烃抽提系统的重要操作参数。 通常，抽提塔有三种不同的压力控制方案，即贫溶剂压力控制法、富溶剂控制法、气垫压力控制法。本装置采用的是富溶剂压力控制法，即通过富溶剂流量来调节抽提塔的操作压力，这种压力控制方法优点是，操作溶剂比较稳定，可保证芳烃质量；必须注意的是，富溶剂流量不能突然变化太大，以免影响界面波动。,芳烃抽提工艺知识,7、溶剂含水量 溶剂含水量愈高，溶剂的选择性愈好，因而，溶剂含水量的变化是用来调节溶剂选择性的一种手段，但是，溶剂含水量的增加，将使溶剂的溶解能力降低。因此，每种溶剂都有一个最适宜的含水量范围。本装置溶剂含水量一般为0.71.2%。 溶剂含水量的多少可由回收塔来控制。,芳烃抽提工艺知识,汽提塔（C402） 目的是用抽提蒸馏的方法除去富溶剂中的轻质非芳烃。 溶剂pH值控制 由于环丁砜在使用中，处于较高温度下，易脱出其中的杂原子（SO2）；余下分子存在不饱和键，会互相作用缩聚成长链，为褐色物质，该物质对芳烃没有溶解功能，即谓环丁砜劣化了。脱出的杂原子与水作用，呈酸性，对设备具有腐蚀作用。腐蚀产生物（铁锈）及环丁砜劣化缩聚物会堵塞抽提塔板的筛孔。 因此，要维持贫溶剂呈弱碱性，一般控制其pH值在78。如果贫溶剂的pH值下降，由药剂罐D406加入单乙醇胺，用水稀释后，进入D402。,芳烃抽提工艺知识,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热载体流量以控制塔底温度，一般控制在155160，为防止环丁砜在高温下分解，一定不要超过177。 2、回流比 回流比一般为0.30.4；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。,芳烃抽提工艺知识,3、汽提水量 汽提水量必须满足减少芳烃在回收塔中的提馏分压要求，并为非芳烃水洗塔提供充足的水洗水这两个条件。 汽提水过少，则可能造成贫溶剂含芳烃多（即称溶剂带油），造成抽提塔操作不正常。汽提水量过高，汽提作用大，会把溶剂带入回流罐D403，甚至造成冲塔；而且，过多的汽提水使冷却器和塔底重沸器负荷增加。 一般情况下，汽提塔和回收塔的回流罐D403水包分出的水量大致为1：23的关系。补充水量过多，将加重水汽提塔的负担，加大溶剂损耗，水洗水含溶剂还导致水洗塔操作恶化。,芳烃抽提工艺知识,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5070%。,芳烃抽提工艺知识,4、抽余油循环 一般情况下，余油循环量为抽余油的抽出量的1520%。 5、塔底水循环 一般情况下，塔底水循环量，与抽提塔顶抽出量之比为0.3：1。 6、水洗水量 水洗比即为水洗水量与抽余油进料之比，一般为0.15。 水洗水量与抽余油中溶剂量有直接关系，水洗水是使用回收塔回流罐底水，因此水洗水量与气提量互相牵制，水量太小，造成溶剂损耗，过大，则会增加回收塔热负荷。,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。,芳烃抽提工艺知识,2、液面 一般控制5060%，以便从E407获得足够的热量。 3、进料组成的变化 水汽提塔进料如含有大量烃或溶剂，会造成塔负荷增大，操作混乱，所以必须注意进料的组成变化。控制好C401、D402、D403的界面。,芳烃抽提工艺知识,溶剂再生塔（C406） 在操作过程中，环丁砜会劣化，生成的缩聚物会堵塞抽提塔板的筛孔。因此设计了环丁砜再生系统，将一部分贫溶剂连续地送入溶剂再生塔进行再生，处理老化、变质的溶剂；即采用减压蒸馏方式，将正常环丁砜蒸发由塔顶返回C403，而缩聚物由于沸点较高，留在塔底，再生塔停工后，排放掉。 为防止溶剂在高温下分解及提高蒸发效率，将水汽提蒸汽从塔底进入，使溶剂随同蒸汽一起蒸发到塔顶送入回收塔，再生塔顶有筛网覆盖，以阻隔老化溶剂（缩聚物）。,芳烃抽提工艺知识,1、温度 再生塔设有内插式重沸器E408，调节热载体流量以控制塔底温度，一般控制在160170，为防止环丁砜在高温下分解，一定不要超过177。 2、液位 液位与进料量组成串级控制。液位要严格控制在指标范围内。液位太低，贫溶剂没有漫过管束，缩小了传热面积，容易造成局部超温；液位太高，超出测量范围，甚至充满该塔，就没有足够蒸发空间，也不能有效蒸馏。,芳烃抽提工艺知识,谢谢！,
