芳烃抽提工艺

芳烃抽提工艺

第一节芳烃抽提有关概念

1、溶剂的选择

对抽提过程来说，溶剂的选择是十分重要的。选择一个适合的溶剂是抽提过程能否进行的关键。而且，这溶剂要容易回收，公用工程消耗低，腐蚀性要小，所以，选择溶剂时一般应考虑以下几个方面：

溶剂的选择性要足够大，越大越好；

溶剂对芳烃的密度差要大，不易乳化，以利于逆流操作；

溶剂对芳烃的溶解度要大，以降低溶剂量和操作费用；

溶剂本身要有良好的化学稳定性，热稳定性和抗氧稳定性，不与原料发生化学反应，这样才能保证溶剂的循环使用；

溶剂的沸点与料液的沸点差要大，不生成共沸物，以便于将产品与溶剂用简单的蒸馏方法加以分离；

溶剂的蒸发潜热和比热要小，以减少溶剂回收时的热量消耗；

溶剂与料液之间的界面张力要大，以便于液滴的凝聚分层；

溶剂应具有不易发泡，不易腐蚀设备、无毒、不易爆炸和着火、低廉、来源方便等特点。

溶剂的粘度不易过大，以便于传质。

上述各项中，最主要的指标是溶剂对芳烃的溶解能力和选择性。

本装置溶剂为环丁砜，环丁砜具有比重大、沸点高、比热小、热稳

定性强，对碳钢腐蚀性小等优点。环丁砜是一种高极性溶剂具有优良化学性与稳定性，能与水混合，也是很多有机化合物与很多普通的聚合物的良好溶剂。

分子式 C4H8SO2

环丁砜的化学性质：环丁砜一般不与化学品如酸、硫醇和二烯烃等反应，在酸和碱存在下一般不发生聚合和分解。当环丁砜与碳酸钠、醋酸钠、25%氢氧化钠水溶液和铜、铁，在回流温度下加热五小时没有发现它们之间有反应。

在140~150℃时，环丁砜与93%硫酸之间发生一种反应，还能与氯化铝和硫化氢反应放出氯化氢和硫化氢。

环丁砜不会被金属锌和醋酸式盐酸还原，然而，环丁砜可以被氢化铝锂还原为硫。

环丁砜在220℃以下显示良好的热稳定性，在此温度时它慢慢地产生二氧化硫和不饱和物（可能是聚合物），使溶液呈棕色。

环丁砜在200℃进行腐蚀试验，结果表明对碳钢的腐蚀作用可以忽略不计（约1mm/年）。

环丁砜属微毒性化合物，对皮肤无刺激性，其LD50（50%致死量）的口服毒性对小鼠是500~50000mg/kg，对老鼠是1900~2500ml/kg,对兔子是大于2820ml/kg，对兔子皮肤在环丁砜中暴露24小时无刺激。

环丁砜对白土的影响：

抽提产品中所含环丁砜的浓度〈200ppm，不会影响白土活性，也不会

被白土吸附，只当浓度〉500ppm时才有一些环丁砜被白土所吸附。如果长期引入白土会失去活性。对于短期通过，则更高的环丁砜浓度也是也许的。在生产中做了这样的试验：将环丁砜含量为1%的物料加入白土塔处理几小时，再使低环丁砜浓度的物料通过白土一段时间，则白土仍然可以恢复活性。一般来讲，当达到2000pm剂量时，仅产生微小的影响，提高白土的温度可以改善这种影响。现在人们利用白土对环丁砜的不敏感性，通过减少溶剂回收塔的回流量来节省公用工程的消耗，据估计，减少回收塔回流量25%，塔顶馏分中环丁砜含量在100~200ppm之间，相应使公用工程消耗减少5%。

环丁砜的装卸和储存：环丁砜是相当容易装卸和储存的，在一般情况下只需用碳钢容器即可储存，由于环丁砜中有微量的二氧化硫存在，呈弱酸性（PH=3~4）溶液，在储存时需加入少量烷基醇胺使PH 保持在大于7。由于环丁砜凝固点较高在27.8℃。为了装卸和储存的方便，可加入3%H2O，使其凝固点下降，并将储存容器给予适当伴热以防止凝固点下储存。

2.抽提原料油烃类组成的影响

2.1.抽提原料油烃类组成的影响

一般说来，随着溶剂中含水量的增加，溶解能力下降，选择性升高，随着抽提温度的升高，溶解能力增加，选择性下降。

由于芳烃与环烷烃的选择性差异比芳烃与烷烃间的差异小，因而原料中环烷烃含量越高，其分离的困难程度就越大，要求的理论

板数就愈多。

2.2.抽提原料油的馏分组成的影响

除原料烃组成之外，原料的馏分组成对抽提过程也有很大影响。在芳烃抽提过程中，由于轻质具有更高的选择性，因而原料愈重，芳烃回收率越低，例如原料初馏点由65℃升高至78℃，芳烃回收率由95%将至88%。

初馏点低，表明原料油中轻质烃（如烷烃）含量增加，由于轻质烃在溶剂中的溶解度比较高，可以置换重质非芳烃，而轻质非芳烃在汽提塔中很容易被汽提掉，从而有利于芳烃回收率，并能保证芳烃纯度。初馏点过高的害处就在于重质非芳烃不易被置换出去，若要保证芳烃质量，不得不牺牲部分芳烃回收率，所以在生产中实际可能的最高芳烃回收率要稍低一些。但是，原料油初馏点愈低，达到同样芳烃回收率所需要的溶剂比就愈高，所以原料油的初馏点不易过低，一般保持在65℃为宜。

3.操作因素对抽提过程的影响

3.1温度的影响

抽提过程所以能进行是因为萃取剂加入后形成了两相区，因此，两相区域的大小对抽提过程的影响是很大的，而两相区的大小又与系统的操作温度有关。

一般说来，温度的升高将增大溶解度，使两区变小。当温度升高到某些临界温度，两相区可以消失，成为完全互溶，此时，抽提

分离就无法进行，所以温度升高对抽提过程显然是不利的。同时，温度升高还会使两相区的浓度接近，重度差变小，容易产生液泛。温度降低两相区增大，对抽提有利，但降得太低，对有些系统可能产生第二或第三部分互溶的情况，通常碰到的是溶剂与溶质之间不再完全互溶，所以，过低的操作温度对抽提也是不利的。3.2压力的影响

压力对相图的影响很小，可以忽略。一般总希望采取常压操作，但为了保证系统在液态操作，系统的操作压力必须大于物系的饱和蒸汽压，而且，抽提塔操作压力与界面控制有密切关系。

抽提塔应在恒压下操作，塔内的压力主要保证抽提过程各种烃类在操作温度下处于液相状态，即高于抽提温度下非芳烃的泡点压力，否则塔内产生汽化现象，会降低抽提效率。压力本身并不影响芳烃在溶剂中的溶解度，在操作上应防止抽提塔压力突然波动。

3.3溶剂比的影响

溶剂量与进料量之比称为溶剂比，即为处理单位进料的溶剂用量。对一定进料量，溶剂比大就意味着设备中循环的溶剂量增大，溶剂回收装置的费用增大，但溶剂比对于每个抽提级的分离效能有重要影响，溶剂比大，每级分离效能增大，对于一定要求的分离程度级数就可减少，或对一定抽提设备分离程度可提高，溶质回收率也提高。但溶剂比过大，也会增大原溶液在溶剂中的溶解度而影响溶质的纯度，所以在抽提过程中选择一适当的溶剂比是