Techtiv_100溶剂在大连石化芳烃抽提装置的应用.pdf

1 前言Techtiv-100 高选择性复合专有溶剂是由美国GTC 公司开发的专门用于 BTX 抽提蒸馏的混合溶剂 该溶剂具有选择性好 、溶解度高 、稳定性强 、毒性低和腐蚀性小等优点 ， 其主要成分是环丁砜 ，此外还含有稳定剂 、中间体以及水等 ，通过将各组分进行调节来达到最优的抽提蒸馏性能 大连石化新建的 105×104t/a 芳烃抽提装置就采用这种溶剂 ，本文对 Techtiv-100 溶剂在大连石化芳烃抽提装置上的使用性能进行评价 2 GT-BTX誖芳烃抽提工艺原理105 ×104t/a 芳烃抽提装置是大连石化公司2000×104t/a 加工进口含硫原油技术改造工程的重要项目之一 装置采用美国 GTC 公司的 GT-BTX芳烃抽提蒸馏技术 ，以 220×104t/a 连续重整单元生产的 C6/C7馏分油为原料 ， 应用高选择性复合专有溶剂 Techtiv-100 来生产高纯度的苯 、甲苯 、抽余油和少量混合芳烃 芳烃抽提单元生产规模为 100×104t/a，年加工时间为 8400h，装置自 2008 年 7 月开工以来运行平稳 ，各项指标都能达到或超过要求 GTC 公司的 GT-BTX 工艺的芳烃回收为抽提蒸馏 。

抽提蒸馏的工作原理为用高选择性溶剂来改变组分的相对挥发度 ，从而分离近沸点组分 在芳烃和非芳烃共存的混合物中 ， 由于溶剂的作用 ，非芳烃组分的相对挥发度被提高 ，这种提升使得非芳烃组分可在传统的蒸馏塔中被蒸到塔的顶部 ，同时芳烃在塔底回收[1] GT-BTX 抽提蒸馏工艺流程由两塔组成 ：一座抽提蒸馏塔和一座溶剂回收塔 其工艺流程如图 1 所示 3 Techtiv-100 溶剂的优势据 GTC 工艺包提供的资料显示 ，Techtiv-100 溶剂具有以下优势 ：选择性好 ，易于分离 ，产品纯度高 ；溶解度高 ，传质效率高 ，芳烃收率高 ；沸点高 ，不易形成共沸物 ，不易老化 ；热稳定性强 ，毒性低 ，腐蚀性小 ；不含氮基组分 ，产品杂质含量低 ，不会导致下游使用苯 /甲苯的装置 (如三苯装置 )催化剂中毒 ；Techtiv- 100溶剂在大连石化芳烃抽提装置的应用张守运(中国石油大连石化公司 ，辽宁 大连 116032)摘 要 Techtiv-100 溶剂是由美国 GTC 公司开发的用于 BTX 抽提蒸馏的专有混合溶剂 该溶剂的主要成分是环丁砜 ，此外还含有稳定剂 、中间体以及水等 ，通过对各组分进行调节来达到最优的抽提蒸馏性能 。

与国内现有抽提蒸馏用的溶剂相比 ，Techtiv-100 溶剂具有选择性好 、溶解度高 、稳定性强 、毒性低和腐蚀性小等优点 大连石化 105×104t/a 芳烃抽提装置应用结果表明 ，该溶剂可实现分离宽馏分进料 (C5~C12)，产品收率和纯度均达到或超过设计要求 ，苯和甲苯纯度均达到 99.99%(质量分数 )，抽余油中芳烃含量小于 0.06%(质量分数 )，在加工量为 52442t 的条件下 ，装置综合能耗为 49.69kgEo/t，低于设计值 (50.42kgEo/t)，满足装置大规模生产需要 但也出现了抽提蒸馏塔发泡现象 ，采取控制进料温度和贫溶剂进塔温度等措施 ，发泡次数减少 ，装置运行平稳 关键词 Techtiv-100 溶剂 芳烃抽提 使用性能与评价作者简介 ：张守运 ，工程师 ，1988 年毕业于中石化电 (职 )大石油加工专业 ，长期从事重整 、芳烃装置的工艺管理工作 E-mail：zhangsy_dl@进料抽提蒸馏塔(EDC)抽余油抽出液溶剂回收塔(SRC)去抽空系统水富溶剂图 1 GT-BTX 抽提蒸馏工艺流程示意图中 外 能 源SINO-GLOBAL ENERGY · 83 ·第 11 期进 料分布广 ，可实现分离宽馏分进料 (C5～C12)；选择性高 ，溶剂比低 ，从而塔盘数少 ，塔径小 ，占地小 ，投资成本低 ；此外 ，GTC 公司在开发 Techtiv-100 溶剂的同时 ，利用热整合的概念优化了整个工艺流程的热量平衡 ， 配套回收热溶剂和甲苯塔塔顶气相热量 ，从而降低了装置能耗 。

Techtiv-100 复合溶剂的主要性质见表 1表 2 描 述 的 是 韩 国 LG-Caltex 油 品 公 司 采 用GT-BTX 抽提蒸馏技术和 Techtiv-100 溶剂后装置的运行数据 表 3 反映的是 GT-BTX 使用 Techtiv-100 溶剂和其他抽提蒸馏系统在产品收率 、产品纯度 、能耗等方面的比较 由表 2、表 3 可以看出 ，使用 Techtiv-100 溶剂的 GT-BTX 抽提蒸馏装置 ，不仅溶剂损耗低于 1μg/g，而且产品收率和纯度也都达到或好于设计指标 4 Techtiv-100 溶剂在大连石化的应用4.1 溶剂的应用大连石化 105×104t/a 芳烃抽提装置于 2008 年6 月 27 日开始向抽提蒸馏单元注入 Techtiv-100 溶剂 ， 建立溶剂循环 ； 6 月 28 日甲苯塔底重沸炉点火 ；7 月 2 日 ，引 3.5MPa 蒸汽投用抽提蒸馏塔和溶剂回收塔塔底重沸器 ， 溶剂系统循环升温 ， 7 月 3日抽提蒸馏单元达到进油条件 ， 开始投料生产 ；7月 20 日苯 、甲苯产品质量全部合格 ，至此芳烃抽提装置实现了一次开车成功 。

经过一年多的运行发现 ，装置运行平稳 ，各项指标 (如产品收率 、纯度 、对原料和操作条件的适应性以及装置能耗等 )都能达到甚至超过要求 4.2 对溶剂的评价大连石化公司 105×104t/a 芳烃抽提装置以上游220×104t/a 连续重整单元生产的 C6/C7馏分油为原料 ，其原料组成见表 4表 1 Techtiv-100 溶剂主要性质项 目 规 格主 剂 环丁砜其 他 专有配方组分状 态 液 体颜 色 微黄色熔点 /℃ 9沸点 /℃ 282~288闪点 /℃ 177(闭口 )100℃热容 /[kcal·(kg·℃)-1] 0.35相对密度 (30℃) 1.27200℃蒸发热 /(kcal·kg-1) 113.9蒸汽压力 (150℃)/kPa 19.4黏度 (30℃)/(mPa·s) 10溶解性 易混于水 、酒精 、酸和大多数有机物热分解温度 /℃ ＞220反应活性 不和进料组分反应毒 性 有毒 ，避免与眼睛 、皮肤接触表 3 GT-BTX 和其他抽提蒸馏系统比较项 目 GT-BTX 其他抽提蒸馏系统主要操作单元 2 2~3投资成本 基 数 基数 +30%芳烃收率 ，% 99.9 <98芳烃纯度 ，% 99.99 <99.9能 耗 基 数 基数 +(20%~30%)公用工程要求 工厂蒸汽 (1.7MPa) 高压蒸汽材 质 碳 钢 碳 钢溶剂系统 Techtiv-100 NFM、NMP产品污染 忽 略 氮基 ，催化剂中毒设备尺寸 基 数 基数 +30%全流程溶剂循环 基 数 基数 +40%进料灵活性 C5~C9窄馏分溶剂备料 基 数 基数 +30%总 图 基 数 基数 +30%表 4 原料组成项 目 N i-P n-P O A 总 计C4C50.73 1.24 1.59 3.56C63.60 12.14 6.69 0.24 14.86 37.84C73.14 11.29 4.92 0.78 27.90 48.27C81.43 6.48 1.24 0.33 0.28 9.76C90.10 0.31 0.41C100.14 0.14%表 2 韩国 LG-Caltex 油品公司芳烃抽提装置运行数据参 数 实际值 设计值EDC进料流速 /(t·h-1) 107苯纯度 ，%(质量分数 ) 99.995 99.99甲苯纯度 ，%(质量分数 ) 99.99 99.9苯收率 ，% 99.9 99.9甲苯收率 ，% 99.99 99.9二甲苯收率 ，% 100溶剂在抽余油中含量 /(μg·g-1) <1 <1溶剂在抽出物中含量 /(μg·g-1) <1 <1抽余油中芳烃含量 ，%(质量分数 ) <0.01注 ：1kcal=4.186kJ。

注 ：N 指环烷烃 ；i-P 指异构烷烃 ；n-P 指正构烷烃 ；O 指烯烃 ；A 指芳烃 2009年 第 14 卷· 84 ·中 外 能 源SINO-GLOBAL ENERGY从 原料组成来看 ， 重整单元生产的 C6/C7馏分油属于宽馏分 (C5～C11)，运行操作条件和产品质量都能满足设计要求 ， 可见 Techtiv-100 溶剂可以实现分离宽馏分进料 使用 Techtiv-100 溶剂发现 ， 工艺包的设计操作条件足以满足装置的操作要求 ，且能保证产品质量和能耗达到要求 抽提系统操作条件见表 5；苯塔和甲苯塔操作条件见表 6从表 5、表 6 数据可知 ，所有操作参数与设计值基本吻合 从实际的产品分析指标来看 (见表 7)，使用 Techtiv-100 溶剂生产的苯和甲苯的收率和纯度均高于设计值 ， 而且溶剂的损失也低于设计指标 由于装置实施了一套热整合技术 ，因此综合能耗较低 ，为 49.69kgEo/t，低于设计值 (50.42kgEo/t)，见 表8，从而降低了加工费用 ，实现了利润最大化 4.3 存在的问题Techtiv-100 溶剂使用过程中 ，抽提蒸馏塔出现过几次发泡现象 ，表现为 ：当抽提蒸馏塔发泡时 ，抽提蒸馏塔和溶剂回收塔液位控制不住 ，系统溶剂全都托在两个塔的塔盘上 ；塔底重沸器出口温度上升到 180℃以上 ；塔底压力上升至 130kPa 以上 ；当降温和停止进料后 ， 两塔溶剂慢慢恢复至正常液位 ；抽提蒸馏塔回流罐液位上升等 。

4.3.1 抽提蒸馏塔发泡原因分析原料中含有过多的烷烃 、烯烃 ，造成抽提塔底富溶剂的负荷太大 ； 凝结水控制阀工作不稳定 ，造成塔底温度波动 ；消泡剂没有及时注入 ；进料温度高 (大于 100℃) 导致进料在抽提蒸馏塔内迅速闪蒸 ，造成抽提蒸馏塔发泡 4.3.2 采取措施控制抽提蒸馏塔进料温度在设计温度 (＜97℃)；控制贫溶剂进塔温度在设计指标内 (＜105℃)；更换凝结水外送控制阀 ，投用自动控制 ；将消泡剂和甲苯按照 1∶20 的比例调合搅拌均匀后注入系统 经过调整和优化操作 ，抽提蒸馏塔发泡次数减少 ，装置平稳运行 5 结论Techtiv-100 溶剂应用于大连石化公司 105×104t/a芳烃抽提装置结果表明 ， 该溶剂不仅完全满足大规模生产需要 ，而且产品纯度和收率均高 参考文献 ：[1] 李成栋 .催化重整装置操作指南 [M].北京 ：中国石化出版社 ，2000.(编辑 陈 珏 )表 6 苯塔和甲苯塔操作条件项 目塔顶压力 /kPa 50 55.6 0.36 0.421塔顶温度 /℃ 94 95 175 180塔底温度 /℃ 134~136 137 213 216塔底压力 /MPa 0.09 0.1036 0.39 0.47苯 塔实际值 设计值甲苯塔实际值 设计值表 5 抽提系统操作条件项 目 实际值 设计值进料量 /(t·h-1) 65 120贫溶剂进塔温度 /℃ 99~104 105抽提塔顶温度 /℃ 85 91/89抽提塔底出口温度 /℃ 175~178 165/173抽提塔进料温度 /℃ 117 90~121抽提蒸馏塔压力 /kPa 60 65溶剂回收塔压力 /kPa -49 -47.4溶剂回收塔顶温度 /℃ 73 77/79溶剂回收塔底温度 /℃ 178 175溶剂比 3.8(质量比 ) 3~6(体积比 )表 7 2009 年 1~3 月产品指标项 目 01-23 02-16 03-17 设计值EDC进料流量 /(t·h-1) 70 52.9 98.1 120苯纯度 ，%(质量分数 ) 99.98 99.99 99.99 ＞99.9甲苯纯度 ，%(质量分数 ) 99.86 99.91 99.9 ≥99.7溶剂在抽余油中含量 /(μg。