苯抽提装置抽余油中苯含量超标原因分析与对策

苯抽提装置抽余油中苯含量超标原因分析与对策

摘要：本文主要从原理上分析了在苯抽提装置中对抽余油苯含量过高的问题，结合理论经验以及装置组合，从环丁砜溶剂对非芳和芳烃苯的相对饱和蒸汽压进行探讨，从客观的因素出发发现超标的可能的原因和对策。

关键词：环丁砜-复合溶剂；温度；质量比

1 苯抽提装置简介

苯抽提装置是对物理化学和有机化学两门高等学科的深刻应用，其中物理化学包含了化学多组分系统热力学、相平衡和化学反应动力学等章节，有机化学中相似相溶和芳烃的物理性质等章节。

苯的抽提与精炼是一个物理的分离过程。在整个流程中主要有四步：一、预分馏，利用1.0MPa蒸汽作为热源，可以去除原料中的水分；二、抽提蒸馏，采用了2.2MPa蒸汽作为热源，分离出非芳香烃，从塔底抽出富有苯溶剂的溶液；

三、溶剂回收，利用2.2MPa蒸汽作为热源，在精馏塔中经过减压蒸馏，使得苯从塔顶蒸出冷凝；四、芳烃精制，蒸出的苯含有痕量的烯烃，烯烃的化学性质比较活泼影响苯的检测的酸洗比色指标，我们利用两者质量和偶极性微控压力和温度在白土罐将其分离[1]。

2 含量超标原因分析

2.1 溶剂的影响

抽提蒸馏装置使用了环丁砜复合溶剂作为苯的溶剂，如下表所见[2] 苯甲醚是最好的萃取剂，但是在苯抽提工艺中，作为苯甲醚无疑是引入杂质，所以我们选择环丁砜复合溶剂作为最佳的萃取剂。选择环丁砜复合溶剂作为溶剂后它在不同温度压力下的溶剂比对抽余油中苯含量有者本质的影响。复合溶剂的助溶剂能够很好的增大非芳香烃的饱和蒸汽压从而更容易的分离，在蒸馏过程中，助溶剂逐渐减少，从而使得非芳香烃蒸发相对较少，增大了余油苯的含量。并且溶剂在长时间的循环利用过程中逐渐失活，选择性降低，导致苯的萃取率降低，增大了抽余油中苯的含量。

2.2 环丁砜的劣化

环丁砜是比较稳定，选择性高、溶解度大的较为理想的溶剂，但是它容易受到温度、氯离子、氧气和水等影响，导致环丁砜的劣化。环丁砜的劣化分解使得溶液中溶剂含量减少，芳烃苯便容易蒸发与非芳烃化合物蒸汽混合，造成塔顶的苯含量高，使得抽余油中苯含量超标。不仅如此，环丁砜的分解还腐蚀了设备，增加了风险系数。

2.3 溶剂蒸汽压与组分的影响

在真是溶液中，形成混合物的各组分的性质差异较大，组分与另外组分的分子之间的作用能相差较大。但是在一定的温度、压力和浓度的范围内，溶剂服从Raoult定律，溶质服从Herry定律。得到公式PA=PA*XA，它的本质是化学势的的最低态。由公式可以看出当溶剂越多时，苯的饱和蒸汽压越小，熔沸点越高从而加大了非芳香烃和芳烃苯的相对挥发系数。但是在提高溶剂的浓度的时候减低了苯的浓度导致液泛。所以一般的环丁砜复合溶剂的溶剂比在4.0左右，使用纯的环丁砜溶剂的溶剂比大概为5.5。

2.4 温度的影响

物质的溶解度随着温度的变化而变化，不同的溶质有者不同的溶解曲线，一

般情况溶剂的溶解度随温度的升高而升高。苯抽提工艺中，随着温度的升高，芳

烃苯和非芳烃溶解度增大，从而相对饱和蒸汽压降低，而温度降低，可以很好的

降低余油中苯含量，但是可能会影响溶解平衡，苯含量的溶解度降低，产率下降，增加了消耗。温度过高会导致塔内的气相负电荷增大，使得大量的气体组分蒸发

到塔顶，并且带走少量的苯。

2.5 抽余油水洗系统的失误

各项仪表数据应该在规定的范围内波动，但是存在客观的环境因素，导致塔

内的温度或者压力等评判值高于或低于规定值，操作员未能及时的处理解决，也

可能存在没有按照操作规程内容进行操作。

2.6 回流比的影响

回流比主要是对温度的影响较大，间接的影响力抽余油中苯的含量，由于溶

剂和非芳烃的饱和蒸汽压相差较大，所以只用较小的回流比就可以了。增大回流

比可以塔顶温度下降，整体降低了回收区间和抽提间的温度，使得抽余油中苯的

含量减少。但如果回流比过大，便在塔板上形成两个液相，不利于分离。

2.7 贫溶剂的影响

贫溶剂会有两个主要的影响因素，一是对苯的饱和蒸汽压的影响，因为塔底

温度在150℃~175℃，所以塔底的本都大多是C7+而轻组分很少，为了提高塔底

的传热效果，减少因为受热不均匀而产生的副作用，而在塔底加入侧线苯。但是

加入之后贫溶剂中的苯直接蒸发到塔顶，与非芳混合，直接造成了抽余油苯含量

超标。二是对温度的影响，贫溶剂在加入塔的温度会对塔内的热平衡有影响，如

果温度过大，可能会增大塔内的热负差，塔底再沸器传感器和调控有影响，间接

导致溶剂劣化。

3 苯抽提装置抽余油中苯含量超标的对策

苯的纯度的关键步骤在于芳烃苯和非芳烃的分离，也就是说加大了非芳和芳

烃苯的相对饱和蒸汽压系数，就从根本上解决了抽余油中苯含量超标的问题。

3.1 溶剂的选择

选择环丁砜复合溶剂是比较好的选择，很好的增加了非芳和苯的相对饱和蒸

汽压，还从能源角度能够降低消耗。

3.2 环丁砜劣化的对策

控制好温度，避免因操作不当而导致的局部过热，或者因为外界因素导致塔

中温度波动。严格控制和检查装置的气密性，并且要每隔一段时间要对装置设备

进行检查和维修。同时还可对加入的原料物质和溶剂进行氮封。环丁砜劣化分解

时会产生磺酸类酸性物质，我们可以利用离子交换的方法，去除劣化环丁砜中的

酸性物质，使得环丁砜重新保持活性；在工作之前要对原料进行脱水处理，并定

期对循环水冷却器检查，同时要注意回流塔中的会流水要用无离子水置换[3]。

3.3 溶剂比与返洗比

芳烃苯在环丁砜中的溶解度大于非芳烃化合物，我们可以通过降低溶剂比，

提高返洗比，促进苯与非芳的分离。溶剂比控制在2.0左右，返洗比控制在0.35

左右[4]。

3.4 温度的调控

在溶剂比不变的条件下，我们可以增加顶部回流以及降低塔底温度的方式来

进行调控。

4 结论

溶剂的选择和利用是抽余油苯含量的关键，当溶剂的选择性高和溶解度大时