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[摘 要]本文简要叙述了40万吨/年芳烃抽提装置的溶剂环丁砜在生产实际中损失的原因，并对一些问题提出了相应措施。
[关键词]溶剂、损失、原因。
中图分类号：TE624.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）18-0095-01
化工一厂40万吨/年芳烃抽提三套装置于2012年9月投产，采用北京金伟晖工程技术有限公司的苯抽提专有工艺技术进行单苯抽提生产技术，使用的溶剂为环丁砜。
环丁砜具有以下优点：1、比重大，常温下为1.26kg/L。2、沸点高，达287℃。3、比热小，30℃时为1.34，200℃时为1.68KJ/kg℃。4、本身对碳钢无腐蚀，不需要特种钢材。加之环丁砜是一种具有高溶解能力的溶剂，它对C6-C11范围内的任何一种芳烃的溶解能力均比非芳烃强，具有良好的抽提能力，而且环丁砜还可以经济的从裂解加氢汽油中获得高回收率的高纯度的芳烃，因此，在国内外的芳烃抽提装置中获得广泛的应用。
由于本装置所用的溶剂环丁砜大部分价格比较昂贵，因此，减少溶剂环丁砜的损失是装置工作的一个重点。
1 芳烃抽提装置生产过程溶剂损失的主要原因：
第一：溶剂环丁砜被抽出的苯夹带而损失。
第二：溶剂环丁砜由抽提塔顶抽出的抽余油夹带而损失。
第三：由于溶剂环丁砜遇蒸汽过热分解生成降解物而损失
第四：由于系统的进料中含有活性氧，造成系统中的溶剂遇空气中的氧气而氧化分解成降解物而造成损失。
2 针对上述存在的问题，下面分别加以说明：
第一：回收塔塔顶苯产品中携带微量环丁砜，苯产品经冷凝进入回收塔回收罐中，并在回收罐中分离成烃相和水相，其中烃、水两相中均含有微量的溶剂环丁砜，水相中的水经水洗水泵打出到抽余油水洗塔顶部对抽提塔顶拔出的抽余油进行水洗，由于水洗水是循环使用的，因此水洗水中环丁砜损失量是很轻微的，除非在装置波动的情况下抽余油中含有大量的苯，加上水洗水温度高等原因造成水系统乳化的工况下才会导致溶剂环丁砜的损失，而一般情况下水洗水中环丁砜的损失是可以忽略不计的。因此在回收塔顶部溶剂环丁砜主要是夹杂在苯产品中损失掉的，回收塔顶部蒸出高纯度苯一部分作为抽提产品采出，另一部分作为回收塔的回流来控制塔顶馏份的操作温度，减少塔顶馏份中环丁砜的含量，塔顶馏份中的环丁砜含量永远不会下降到零，塔顶的回流比越大，溶剂环丁砜的损失就越小，但公用工程的消耗就越大，因此选择溶剂的最佳损失量，必需从经济进行考虑，要从所消耗的溶剂和公用工程的综合价格上来选择最佳的回流比。通常回收塔回流比的范围选在0.3～0.6之间，在实际操作中，本装置的回收塔回流比通常选为0.5～0.6之间，当回收塔所用的汽提蒸汽量较少和回收塔顶的馏份的分子量较低时，为保证溶剂环丁砜的损失量在设计范围内而需要的回流量亦可相应减少，用较大的回流比操作来减少溶剂环丁砜的损失量，从目前的能源价格上看是不经济的，在抽出液中含有一定浓度的环丁砜是允许的，抽出液中的环丁砜对白土的寿命的影响是轻微的，目前本装置抽出液中的环丁砜的含量为小于等于5ppm，按设计苯采出量为23.2吨/小时，年生产时间8000小时计，环丁砜的损失量为0.93吨，这个损失量是可以接受的。
第二：由抽提塔顶抽出的抽余油夹带而损失的环丁砜的量是巨大的，一般来说离开抽提塔顶的抽余油中大约含0.1%（m）的环丁砜，如果不进行回收的话，每年环丁砜的损失量约为44吨，因此必须对抽余油中所夹带的环丁砜进行回收，水洗水从抽余油水洗塔顶进入，对含有0.1%（m）的环丁砜的抽余油进行水洗，以回收抽余油中含有的溶剂环丁砜，由于未水洗的抽余油在冷却时，其中的一半溶剂回从溶液中分离出来并于抽余油中所含有的少量苯形成第二富溶剂相，为了加强洗涤效果，减少在未水洗的抽余油中形成的精细分散的溶剂的稳定悬浮液，将从抽余油水洗塔底采出的一部分含溶剂较多的水液用泵升压后与抽余油在冷却器前进行混合，加强抽余油水洗效果，以便更好地回收抽余油中含有的溶剂环丁砜，建立水循环；同样，从抽余油水洗塔顶采出的一部分水洗过的抽余油用泵升压后直接打入抽余油水洗塔底，加强抽余油水洗效果，以便更好地回收抽余油中含有的溶剂环丁砜，建立油循环。本装置的抽余油水洗塔共有七块塔板，由抽提塔顶抽出的抽余油从第七块板进入抽余油水洗塔，从回收塔来的水洗水从抽余油水洗塔顶进入油水逆相接触。由于设计和操作上均存在一定的问题，水洗后的抽余油中所含溶剂环丁砜的量远高于设计指标，水洗后的抽余油中所含溶剂环丁砜的设计指标为小于等于5ppm，而实际运行初期约在70～100ppm之间，有时还会超过100ppm，其主要原因是水洗水量与塔中抽余油的比例（水洗比）偏差较大。目前，据统计每年从抽余油中损失的溶剂环丁砜约在10吨之间，解决的办法是适当适当调节水洗塔的操作参数，降低抽余油中的环丁砜。开始运行时，抽余油中携带的环丁砜为70PPm左右，经过一段时间调整，抽余油中环丁砜的含量降为10PPm左右。具体参数调整及水洗效果对比下表：
第三：由于溶剂环丁砜遇蒸汽过热分解成降解物而损失，本装置抽提部分所用的蒸汽是从界外引入的1.9MPa过热蒸汽经减温减压后生成的1.9MPa饱和蒸汽做热源的，由于仪表指示及操作方面的原因，蒸汽混對的效果不一定理想，蒸汽温度会偏高，这样一来会导致溶剂环丁砜由于局部过热而分解，造成溶剂损失，特别是当装置运行一段长的时间后，由于溶剂过热及遇氧分解后而造成换热器管壁结垢后，换热效果变差，物料的加热量不足，为保证装置正常运行，只有提高蒸汽温度，采能保证换热效果，这样局部过热点增多，溶剂分解加速，目前，只能优化操作，保证1.9MPa蒸汽减温的效果，尽量减少由于蒸汽过热而造成的溶剂损失。
第四：由于进料中的活性氧造成系统中的溶剂遇空气中的氧气而氧化分解成降解物而损失，溶剂环丁砜在惰性气体的存在下，温度升至200℃时溶剂环丁砜也不会分解生成酸性降解物，但是如果氧气进入了溶剂系统，溶剂环丁砜遇氧发生氧化分解，在温度较高的情况下溶剂环丁砜分解加速，环丁砜的氧化降解首先是对环丁砜本身的β—位衔击，接着开环并排出二氧化硫。而后二氧化硫与不饱和的醛发生反应生成腐蚀性很强的酸，在一定条件下这种酸发生分解，并以分解的形式挥发，并会形成一些酸性聚合物。由于环丁砜氧化降解而形成酸性化合物，为了防止设备腐蚀，必须对这些酸性化合物进行中和。一般情况下，多效工艺液的加入将溶剂的PH值通常维持在5.5～7.5之间，从上可以看出这样的事实，溶剂降解的主要原因是氧的影响，如果能完全防止氧的进入，则溶剂的降解基本不会发生。
3 结论
综合上述原因可以看出，溶剂的氧化降解、溶剂过热分解、抽余油中夹带溶剂环丁砜是溶剂损失的三个主要方面，如果解决好这几个方面的问题，则溶剂的损失将会大大降低，对装置的节能降耗和设备防腐将起决定性的作用。
参考文献
[1] 李东成.影响芳烃抽提装置环丁砜溶剂分解的因素及对策.中外能源，2011（16）.
作者简介
鲁鹏，男，助理工程师，2009年毕业于中国石油大学（华东）化学工程与工艺专业，现从事工艺技术管理工作。
[关键词]溶剂、损失、原因。
中图分类号：TE624.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）18-0095-01
化工一厂40万吨/年芳烃抽提三套装置于2012年9月投产，采用北京金伟晖工程技术有限公司的苯抽提专有工艺技术进行单苯抽提生产技术，使用的溶剂为环丁砜。
环丁砜具有以下优点：1、比重大，常温下为1.26kg/L。2、沸点高，达287℃。3、比热小，30℃时为1.34，200℃时为1.68KJ/kg℃。4、本身对碳钢无腐蚀，不需要特种钢材。加之环丁砜是一种具有高溶解能力的溶剂，它对C6-C11范围内的任何一种芳烃的溶解能力均比非芳烃强，具有良好的抽提能力，而且环丁砜还可以经济的从裂解加氢汽油中获得高回收率的高纯度的芳烃，因此，在国内外的芳烃抽提装置中获得广泛的应用。
由于本装置所用的溶剂环丁砜大部分价格比较昂贵，因此，减少溶剂环丁砜的损失是装置工作的一个重点。
1 芳烃抽提装置生产过程溶剂损失的主要原因：
第一：溶剂环丁砜被抽出的苯夹带而损失。
第二：溶剂环丁砜由抽提塔顶抽出的抽余油夹带而损失。
第三：由于溶剂环丁砜遇蒸汽过热分解生成降解物而损失
第四：由于系统的进料中含有活性氧，造成系统中的溶剂遇空气中的氧气而氧化分解成降解物而造成损失。
2 针对上述存在的问题，下面分别加以说明：
第一：回收塔塔顶苯产品中携带微量环丁砜，苯产品经冷凝进入回收塔回收罐中，并在回收罐中分离成烃相和水相，其中烃、水两相中均含有微量的溶剂环丁砜，水相中的水经水洗水泵打出到抽余油水洗塔顶部对抽提塔顶拔出的抽余油进行水洗，由于水洗水是循环使用的，因此水洗水中环丁砜损失量是很轻微的，除非在装置波动的情况下抽余油中含有大量的苯，加上水洗水温度高等原因造成水系统乳化的工况下才会导致溶剂环丁砜的损失，而一般情况下水洗水中环丁砜的损失是可以忽略不计的。因此在回收塔顶部溶剂环丁砜主要是夹杂在苯产品中损失掉的，回收塔顶部蒸出高纯度苯一部分作为抽提产品采出，另一部分作为回收塔的回流来控制塔顶馏份的操作温度，减少塔顶馏份中环丁砜的含量，塔顶馏份中的环丁砜含量永远不会下降到零，塔顶的回流比越大，溶剂环丁砜的损失就越小，但公用工程的消耗就越大，因此选择溶剂的最佳损失量，必需从经济进行考虑，要从所消耗的溶剂和公用工程的综合价格上来选择最佳的回流比。通常回收塔回流比的范围选在0.3～0.6之间，在实际操作中，本装置的回收塔回流比通常选为0.5～0.6之间，当回收塔所用的汽提蒸汽量较少和回收塔顶的馏份的分子量较低时，为保证溶剂环丁砜的损失量在设计范围内而需要的回流量亦可相应减少，用较大的回流比操作来减少溶剂环丁砜的损失量，从目前的能源价格上看是不经济的，在抽出液中含有一定浓度的环丁砜是允许的，抽出液中的环丁砜对白土的寿命的影响是轻微的，目前本装置抽出液中的环丁砜的含量为小于等于5ppm，按设计苯采出量为23.2吨/小时，年生产时间8000小时计，环丁砜的损失量为0.93吨，这个损失量是可以接受的。
第二：由抽提塔顶抽出的抽余油夹带而损失的环丁砜的量是巨大的，一般来说离开抽提塔顶的抽余油中大约含0.1%（m）的环丁砜，如果不进行回收的话，每年环丁砜的损失量约为44吨，因此必须对抽余油中所夹带的环丁砜进行回收，水洗水从抽余油水洗塔顶进入，对含有0.1%（m）的环丁砜的抽余油进行水洗，以回收抽余油中含有的溶剂环丁砜，由于未水洗的抽余油在冷却时，其中的一半溶剂回从溶液中分离出来并于抽余油中所含有的少量苯形成第二富溶剂相，为了加强洗涤效果，减少在未水洗的抽余油中形成的精细分散的溶剂的稳定悬浮液，将从抽余油水洗塔底采出的一部分含溶剂较多的水液用泵升压后与抽余油在冷却器前进行混合，加强抽余油水洗效果，以便更好地回收抽余油中含有的溶剂环丁砜，建立水循环；同样，从抽余油水洗塔顶采出的一部分水洗过的抽余油用泵升压后直接打入抽余油水洗塔底，加强抽余油水洗效果，以便更好地回收抽余油中含有的溶剂环丁砜，建立油循环。本装置的抽余油水洗塔共有七块塔板，由抽提塔顶抽出的抽余油从第七块板进入抽余油水洗塔，从回收塔来的水洗水从抽余油水洗塔顶进入油水逆相接触。由于设计和操作上均存在一定的问题，水洗后的抽余油中所含溶剂环丁砜的量远高于设计指标，水洗后的抽余油中所含溶剂环丁砜的设计指标为小于等于5ppm，而实际运行初期约在70～100ppm之间，有时还会超过100ppm，其主要原因是水洗水量与塔中抽余油的比例（水洗比）偏差较大。目前，据统计每年从抽余油中损失的溶剂环丁砜约在10吨之间，解决的办法是适当适当调节水洗塔的操作参数，降低抽余油中的环丁砜。开始运行时，抽余油中携带的环丁砜为70PPm左右，经过一段时间调整，抽余油中环丁砜的含量降为10PPm左右。具体参数调整及水洗效果对比下表：
第三：由于溶剂环丁砜遇蒸汽过热分解成降解物而损失，本装置抽提部分所用的蒸汽是从界外引入的1.9MPa过热蒸汽经减温减压后生成的1.9MPa饱和蒸汽做热源的，由于仪表指示及操作方面的原因，蒸汽混對的效果不一定理想，蒸汽温度会偏高，这样一来会导致溶剂环丁砜由于局部过热而分解，造成溶剂损失，特别是当装置运行一段长的时间后，由于溶剂过热及遇氧分解后而造成换热器管壁结垢后，换热效果变差，物料的加热量不足，为保证装置正常运行，只有提高蒸汽温度，采能保证换热效果，这样局部过热点增多，溶剂分解加速，目前，只能优化操作，保证1.9MPa蒸汽减温的效果，尽量减少由于蒸汽过热而造成的溶剂损失。
第四：由于进料中的活性氧造成系统中的溶剂遇空气中的氧气而氧化分解成降解物而损失，溶剂环丁砜在惰性气体的存在下，温度升至200℃时溶剂环丁砜也不会分解生成酸性降解物，但是如果氧气进入了溶剂系统，溶剂环丁砜遇氧发生氧化分解，在温度较高的情况下溶剂环丁砜分解加速，环丁砜的氧化降解首先是对环丁砜本身的β—位衔击，接着开环并排出二氧化硫。而后二氧化硫与不饱和的醛发生反应生成腐蚀性很强的酸，在一定条件下这种酸发生分解，并以分解的形式挥发，并会形成一些酸性聚合物。由于环丁砜氧化降解而形成酸性化合物，为了防止设备腐蚀，必须对这些酸性化合物进行中和。一般情况下，多效工艺液的加入将溶剂的PH值通常维持在5.5～7.5之间，从上可以看出这样的事实，溶剂降解的主要原因是氧的影响，如果能完全防止氧的进入，则溶剂的降解基本不会发生。
3 结论
综合上述原因可以看出，溶剂的氧化降解、溶剂过热分解、抽余油中夹带溶剂环丁砜是溶剂损失的三个主要方面，如果解决好这几个方面的问题，则溶剂的损失将会大大降低，对装置的节能降耗和设备防腐将起决定性的作用。
参考文献
[1] 李东成.影响芳烃抽提装置环丁砜溶剂分解的因素及对策.中外能源，2011（16）.
作者简介
鲁鹏，男，助理工程师，2009年毕业于中国石油大学（华东）化学工程与工艺专业，现从事工艺技术管理工作。