芳烴抽提
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2022-01-11
芳烴抽提的實(shí)例教程
編 輯 | 化工活動家
來 源 | 石油化工腐蝕與防護(hù) 中石化煉油事業(yè)部
作 者 | 高娜
關(guān)鍵詞 | 芳烴抽提 腐蝕防護(hù)
共 3023 字 | 建議閱讀時間 13 分鐘
導(dǎo) 讀
芳烴(苯、甲苯、二甲苯)是合成纖維、樹脂、橡膠、洗滌劑及醫(yī)藥等有機(jī)化工產(chǎn)品的基礎(chǔ)原料。石油系芳烴是芳烴原料的主要來源，芳烴抽提是芳烴生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，它以催化重整裝置的重整生成油和乙烯裝置副產(chǎn)的裂解汽油為原料，生產(chǎn)苯、甲苯、對二甲苯和鄰二甲苯等多種芳烴產(chǎn)品。芳烴抽提技術(shù)主要分為抽提蒸餾和液-液抽提兩種工藝，芳烴抽提的關(guān)鍵是選擇合適的抽提溶劑，其中環(huán)丁砜或環(huán)丁砜復(fù)合溶劑在芳烴抽提裝置中的應(yīng)用比例超過80%。
目前，國內(nèi)主要采用環(huán)丁砜或環(huán)丁砜復(fù)合溶劑為芳烴抽提裝置的抽提溶劑，其腐蝕和結(jié)垢問題一直存在，環(huán)丁砜劣化降解后導(dǎo)致聚合物沉積堵塞塔盤和換熱器，以及分解的酸性物質(zhì)造成換熱器和管道的腐蝕泄漏，已成為制約芳烴抽提裝置長周期安全運(yùn)行的一個重要原因。今天的文章就針對芳烴抽提裝置的腐蝕結(jié)垢現(xiàn)狀，綜合分析了腐蝕介質(zhì)的組成、來源及影響規(guī)律。
芳烴抽提裝置主要腐蝕問題
以環(huán)丁砜為溶劑的芳烴抽提裝置主要存在的腐蝕和結(jié)垢問題見表1。
基于芳烴抽提裝置的不同工藝流程，環(huán)丁砜溶劑劣化后導(dǎo)致芳烴抽提裝置腐蝕的主要部位包括：抽提蒸餾塔塔盤、塔內(nèi)件及塔底重沸器、貧/富溶劑換熱器、溶劑回收塔和汽提塔的塔盤、塔內(nèi)件、塔底重沸器、塔頂空冷器，再生塔塔盤及塔底重沸器和相應(yīng)的高溫塔底泵、貧/富溶劑管線等部位。
展開 芳烴抽提裝置采用ED Sulfo-lane抽提蒸餾工藝。
芳烴聯(lián)合裝置的全部工程設(shè)計(jì)（包括公用設(shè)施）由具有豐富的大型化芳烴裝置設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的中石化洛陽（廣州）工程有限公司承擔(dān)。采用集散型控制系統(tǒng)，共用一個中心控制室，現(xiàn)場儀表信號直接進(jìn)入中心控制室。采用同開同停設(shè)計(jì)，集約化布置，占地面積約991.8dam2（其中中間罐區(qū)占11.4%），是國內(nèi)單位芳烴產(chǎn)品占地面積最小的。能耗比國內(nèi)現(xiàn)有裝置的最好水平降低了約20%，達(dá)到國際先進(jìn)水平。先進(jìn)的工藝和精湛的設(shè)計(jì)是裝置經(jīng)濟(jì)效益先進(jìn)性的保證。
工藝技術(shù)主要特點(diǎn)
01
對二甲苯裝置
①二甲苯分餾單元
該單元是為歧化裝置和吸附分離單元提供原料的重要環(huán)節(jié)，由5臺蒸餾塔構(gòu)成：重整油分餾塔、A8（C8芳烴）汽提塔、A8再蒸餾塔、重芳烴塔和穩(wěn)定塔。重整油分餾塔側(cè)線采出的甲苯餾分直接送歧化裝置作為原料，不再進(jìn)芳烴抽提裝置，塔底設(shè)置ORP選擇性液相加氫脫烯烴流程，降低C8+芳烴的溴指數(shù)。A8汽提塔側(cè)線采出大部分C8芳烴，小部分由A8再蒸餾塔塔頂分出，大大降低了塔回流比。A8再蒸餾塔側(cè)線采出的C9/C10芳烴和重芳烴塔塔頂分出的少量C9/C10芳烴一起作為歧化裝置進(jìn)料。
②吸附分離單元
采用LD Parex工藝，并采用與之配套的新型吸附劑。用輕質(zhì)解吸劑甲苯代替重質(zhì)解吸劑對二乙苯，這是該工藝區(qū)別于其他吸附工藝的主要特點(diǎn)。吸附分離單元設(shè)置了2臺串聯(lián)操作的大型吸附塔和2個并聯(lián)的VI型旋轉(zhuǎn)閥；設(shè)置了部分解吸劑循環(huán)凈化流程；為滿足生產(chǎn)高純甲苯產(chǎn)品的需要，增設(shè)了甲苯塔。
展開 中石油PPT│芳烴抽提裝置生產(chǎn)原理及工藝流程介紹
海南煉化擁有我國第一套自主知識產(chǎn)權(quán)的芳烴聯(lián)合裝置，打破了世界芳烴技術(shù)被歐美長期壟斷的格局，標(biāo)志著中國石化成為全球第三家擁有自主知識產(chǎn)權(quán)芳烴成套生產(chǎn)技術(shù)的企業(yè)。2019年9月27日第二套芳烴聯(lián)合裝置建成投產(chǎn)后，海南煉化PX（對二甲苯）總生產(chǎn)能力達(dá)到160萬噸/年。
天津南港：120萬噸大乙烯及高端材料項(xiàng)目
2020年9月，天津市政府與中國石油化工集團(tuán)有限公司簽署了戰(zhàn)略合作框架協(xié)議。根據(jù)協(xié)議，“十四五”期間，中國石化將再規(guī)劃投資700億元的重點(diǎn)項(xiàng)目，包括天津石化南港120萬噸/年乙烯及下游高端新材料產(chǎn)業(yè)集群項(xiàng)目、中國石化天津LNG三期擴(kuò)建及冷能綜合利用項(xiàng)目、中國石化北化院中試基地項(xiàng)目、中國石化潤滑油基地項(xiàng)目以及中國石化氫能產(chǎn)業(yè)等項(xiàng)目。
中石化將以天津?yàn)楫a(chǎn)業(yè)發(fā)展基地，大力推進(jìn)最新技術(shù)在津中試研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化規(guī)?；?，把天津南港工業(yè)區(qū)打造成為世界一流化工新材料基地。
2021年一季度，石化管廊項(xiàng)目前期工作取得重大進(jìn)展，涉及生態(tài)紅線的《對永久性保護(hù)生態(tài)區(qū)域生態(tài)環(huán)境影響論證報(bào)告》、《不可避讓生態(tài)保護(hù)紅線論證報(bào)告》均獲得市政府同意意見。
新疆庫車：塔河煉化100萬噸乙烯項(xiàng)目
建設(shè)地點(diǎn)：主體裝置建設(shè)地點(diǎn)位于新疆維吾爾自治區(qū)庫車縣庫車經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)，塔河煉化現(xiàn)廠區(qū)以東8公里處。
項(xiàng)目性質(zhì)：新建
主要建設(shè)內(nèi)容及規(guī)模：建設(shè)以100萬噸/年乙烯為龍頭的10套化工裝置，其他9套裝置分別為45萬噸/年HDPE裝置、40萬噸/年LLDPE裝置、20萬噸/年LDPE裝置、20萬噸/年1#PP裝置、30萬噸/年2#PP裝置、14萬噸/年丁二烯抽提裝置、10/4萬噸/年MTBE/丁烯-1裝置、65萬噸/年裂解汽油加氫裝置、35萬噸/年芳烴抽提裝置。
展開 海南煉化擁有我國第一套自主知識產(chǎn)權(quán)的芳烴聯(lián)合裝置，打破了世界芳烴技術(shù)被歐美長期壟斷的格局，標(biāo)志著中國石化成為全球第三家擁有自主知識產(chǎn)權(quán)芳烴成套生產(chǎn)技術(shù)的企業(yè)。
06
天津南港 120萬噸大乙烯及高端材料項(xiàng)目
天津石化南港120萬噸/年乙烯及下游高端新材料產(chǎn)業(yè)集群項(xiàng)目是推進(jìn)京津冀協(xié)同發(fā)展國家戰(zhàn)略的重大工程，于2021年5月正式啟動。
項(xiàng)目集群由11個項(xiàng)目組成，包括天津南港乙烯及下游高端新材料產(chǎn)業(yè)集群、北京化工研究院中試基地、長城潤滑油、催化劑生產(chǎn)基地、LNG擴(kuò)建、石科院科學(xué)實(shí)驗(yàn)基地、工程院成果轉(zhuǎn)化中心、光伏新能源、石化e貿(mào)平臺等重點(diǎn)項(xiàng)目。
作為項(xiàng)目集群領(lǐng)頭雁，南港乙烯工程以120萬噸/年乙烯裝置為龍頭，瞄準(zhǔn)世界領(lǐng)先、填補(bǔ)國內(nèi)空白、頂替進(jìn)口，產(chǎn)業(yè)鏈延伸建設(shè)超高分子量、α-烯烴、ALL-PE、ABS、POE、HDPE等12套高端新材料裝置。據(jù)了解，南港乙烯預(yù)計(jì)2023年建成，項(xiàng)目集群預(yù)計(jì)2025年全部建成。
07
新疆庫車 塔河煉化100萬噸乙烯項(xiàng)目
主體裝置建設(shè)地點(diǎn)位于新疆維吾爾自治區(qū)庫車縣庫車經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)，塔河煉化現(xiàn)廠區(qū)以東8公里處。
建設(shè)以100萬噸/年乙烯為龍頭的10套化工裝置，其他9套裝置分別為45萬噸/年HDPE裝置、40萬噸/年LLDPE裝置、20萬噸/年LDPE裝置、20萬噸/年1#PP裝置、30萬噸/年2#PP裝置、14萬噸/年丁二烯抽提裝置、10/4萬噸/年MTBE/丁烯-1裝置、65萬噸/年裂解汽油加氫裝置、35萬噸/年芳烴抽提裝置。
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芳烴抽提的最新內(nèi)容
以生產(chǎn)芳烴為目的的重整裝置還包括芳烴抽提和芳烴精餾兩部分。
原料預(yù)處理
將原料切割成適合重整要求的餾程范圍和脫去對催化劑有害的雜質(zhì)。
預(yù)處理包括：預(yù)脫砷、預(yù)分餾、預(yù)加氫三部分。
建設(shè)以100萬噸/年乙烯為龍頭的10套化工裝置，其他9套裝置分別為45萬噸/年HDPE裝置、40萬噸/年LLDPE裝置、20萬噸/年LDPE裝置、20萬噸/年1#PP裝置、30萬噸/年2#PP裝置、14萬噸/年丁二烯抽提裝置、10/4萬噸/年MTBE/丁烯-1裝置、65萬噸/年裂解汽油加氫裝置、35萬噸/年芳烴抽提裝置。
芳烴抽提系統(tǒng)抽余油樣品在增加脫烯烴反應(yīng)器前后的檢測數(shù)據(jù)見表7。
從表7可以看出，增加脫烯烴反應(yīng)器前后抽余油中烯烴含量變化明顯。
產(chǎn)品苯在增加脫烯烴反應(yīng)器后的性質(zhì)見表8。
從表8可以看出，產(chǎn)品苯的溴指數(shù)和酸洗比色均符合質(zhì)量要求。
產(chǎn)品甲苯在增加反應(yīng)器后的性質(zhì)見表9。
從表9可以看出，產(chǎn)品甲苯的溴指數(shù)和酸洗比色均符合質(zhì)量要求。
以生產(chǎn)芳烴為目的的重整裝置還包括芳烴抽提和芳烴精餾兩部分。
原料預(yù)處理
將原料切割成適合重整要求的餾程范圍和脫去對催化劑有害的雜質(zhì)。
預(yù)處理包括：預(yù)脫砷、預(yù)分餾、預(yù)加氫三部分。
從表2可以看出，混合芳烴中非芳烴組分為C4和C5，利用精餾分離即可得到苯、甲苯和二甲苯等輕質(zhì)芳烴產(chǎn)品，而不需要溶劑抽提分離芳烴和非芳烴。與催化重整生產(chǎn)芳烴工藝相比，GTA工藝原料適應(yīng)性強(qiáng)、產(chǎn)品無需精制、工藝流程短、建設(shè)投資小、操作費(fèi)用低。
為適應(yīng)大型化裝置的建設(shè)，LPEC還開發(fā)了類似移動床連續(xù)重整的液化石油氣芳構(gòu)化生產(chǎn)芳烴的技術(shù)。
裝置的規(guī)模化
該芳烴聯(lián)合裝置以C6+重整生成油、加氫乙烯裂解汽油和重整氫氣為原料，主要產(chǎn)品為對二甲苯，同時副產(chǎn)苯和甲苯等，包括芳烴抽提裝置、歧化裝置和對二甲苯裝置，按年開工8400h設(shè)計(jì)。其中，芳烴抽提裝置0.8Mt/a（公稱規(guī)模，下同），歧化裝置4.8Mt/a，對二甲苯裝置2.4Mt/a（以對二甲苯產(chǎn)品計(jì)）。
中石油PPT│芳烴抽提裝置生產(chǎn)原理及工藝流程介紹
石油系芳烴是芳烴原料的主要來源，芳烴抽提是芳烴生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，它以催化重整裝置的重整生成油和乙烯裝置副產(chǎn)的裂解汽油為原料，生產(chǎn)苯、甲苯、對二甲苯和鄰二甲苯等多種芳烴產(chǎn)品。芳烴抽提技術(shù)主要分為抽提蒸餾和液-液抽提兩種工藝，芳烴抽提的關(guān)鍵是選擇合適的抽提溶劑，其中環(huán)丁砜或環(huán)丁砜復(fù)合溶劑在芳烴抽提裝置中的應(yīng)用比例超過80%。
吸附分離工藝技術(shù)的芳烴裝置一般包括芳烴抽提、歧化、吸附分離、異構(gòu)化、二甲苯分餾及公用工程單元。
芳烴聯(lián)合裝置靜設(shè)備具有臺位數(shù)多、規(guī)格大、材料和結(jié)構(gòu)特殊、內(nèi)構(gòu)件復(fù)雜等特點(diǎn)。下表為某100萬t/a芳烴項(xiàng)目靜設(shè)備統(tǒng)計(jì)，主要靜設(shè)備數(shù)量433臺，各工藝包方設(shè)備種類和結(jié)構(gòu)雖有區(qū)別，但大致數(shù)量和功能類似。
石油化工生產(chǎn)苯、甲苯和混合二甲苯三種主要芳烴產(chǎn)品都是通過催化重整和芳烴抽提兩個基本的工藝技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。對二甲苯則是以甲苯和混合二甲苯為原料生產(chǎn)。
02
輕烴芳構(gòu)化工藝過程
輕烴芳構(gòu)化工藝流程比較簡單，如下圖所示。
