精餾技術
關注創建者：匿名 創建時間：2022-01-21
精餾技術的實例教程
因為受到溶劑選擇的限制，對于較寬沸點混合料的分離，采用萃取精餾很難實現，早先它只能對窄沸點物料使用，如采用N-甲基吡咯烷酮或N-甲酰嗎啉作為溶劑進行的C6和C7物料的分離過程。
然而，隨著萃取精餾技術的發展，采用混合溶劑進行的萃取精餾解決了以上問題。美國GTC技術公司的GT-BTX技術具體體現了現代萃取精餾技術在混合芳烴(苯、甲苯、二甲苯)分離過程中的應用。
與傳統混合芳烴分離過程相比，GT-BTX工藝具有投資成本低、所需設備單元數少、溶劑性能優異、產品被污染的風險小、產品回收率高、純度高，同時能量消耗低、操作彈性大。經過工業化(120萬t/a)技術經濟指標的考核，苯和甲苯的純度分別達到99.995%和99.99%。總芳烴回收率高于99.19%，溶劑中抽余液和萃取液的質量分數小于10-6，每千克進料的能量消耗為798kJ。
②催化裂化汽油的脫硫
催化裂化(FCC)汽油中所含的硫化物中50%～60%(質量分數)是噻吩及其烷基衍生物，其余為硫醇及其他硫化物。在催化裂化條件下噻吩化合物穩定性較強，國外公司普遍采用加氫脫硫方法，為了進一步降低汽油中的硫含量，目前采取的措施是提高加氫處理能力。加氫有利于進行燃料中脫硫處理，但是它存在運行費用高、深度加氫將降低汽油辛烷值等缺點。
根據油品所含硫化物的特點，目前普遍采用催化氧化、絡合法、催化吸附、生物法、溶劑萃取和堿洗法等進行油品中硫化物脫除。在這些方法中，萃取精餾技術具有其自身優勢，在處理FCC汽油時，該工藝技術采用一種可以改變進料中非芳烴組分(含烯烴)和噻吩化合物相對揮發度的溶劑，在萃取噻吩化合物的同時，也萃取其他芳烴硫化物(由于這些化合物的強極性)，而不含烯烴的組分進入加氫系統進行處理。采用萃取精餾和堿洗法，具有無辛烷值損失、加氫負荷低、可處理較寬范圍硫含量的裂解料、操作彈性大的特點。
展開 在這些方法中，萃取精餾技術具有其自身優勢，在處理FCC汽油時，該工藝技術采用一種可以改變進料中非芳烴組分(含烯烴)和噻吩化合物相對揮發度的溶劑，在萃取噻吩化合物的同時，也萃取其他芳烴硫化物(由于這些化合物的強極性)，而不含烯烴的組分進入加氫系統進行處理。采用萃取精餾和堿洗法，具有無辛烷值損失、加氫負荷低、可處理較寬范圍硫含量的裂解料、操作彈性大的特點。
通過在加氫前加入萃取精餾，解決了傳統工藝中存在的問題，芳烴中的噻吩硫化物被高選擇性的溶劑萃取，減少了抽余液中的烯烴含量，低硫、高烯烴的抽余液可以直接與含10×10-6噻吩硫的汽油摻混。而高含量的硫醇在進料或抽余液中可以采用傳統的堿洗方式進行處理，這樣總的硫含量很容易降低到(5～110)×10-6，同時不用降低辛烷值。
③裂解汽油回收和苯乙烯提純
裂解汽油副產品中含有豐富的石油化工化合物，如果對其進行提純并加以充分利用，將產生相當大的經濟效益。由于這些組分沸點接近，形成了絡合物，采用傳統分離方法很難將其分離。而萃取精餾技術的發展為其提供了可能，萃取精餾技術通常用于從裂解汽油的輕組分中提純丁二烯和異戊二烯，實際上也可以用于從C8料中有效分離苯乙烯。
傳統的裂解過程存在一個加氫工藝步驟，該步驟中一方面存在結焦問題，同時，反應也需要大量的氫源。近年研究表明，苯乙烯是結焦的根源之一，降低苯乙烯含量是解決結焦較好的方法。
采用混合溶劑進行的萃取精餾技術，可以以較小的成本實現苯乙烯的提取，因此，萃取精餾技術應用一方面使得苯乙烯從燃料產品轉化為石化產品，價值得到提升。另外，加氫處理氫消耗減少，結焦問題得到解決。
展開 ③萃取精餾過程中，萃取劑加入量的變動范圍較大，在恒沸精餾中適宜的挾帶劑量多為一定。所以萃取精餾操作較靈活，易控制。
④萃取精餾不宜采用間歇操作，而恒沸精餾可以采用間歇操作方式。
⑤恒沸精餾操作溫度較萃取精餾低，所以恒沸精餾適用于分離熱敏性溶液。
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萃取精餾在實際中的應用
化學及石油化工等領域中，萃取精餾主要用于兩個方面：一是沸點相近的烴的分離，如最典型的丁烯與丁二烯的分離，兩者沸點相差只有2℃，相對揮發度為1.03；二是共沸物的分離，如甲醇-丙酮、乙醇-乙酸乙酯以及乙醇和醋酸等有機物水溶液。
萃取精餾的優點是增加了被分離組分之間的相對揮發度，使難分離物系的分離能夠進行；缺點是加入的萃取劑量較大，增大了分離過程的能耗。因此，對萃取精餾進行改進，對強化分離過程具有重要意義。
①芳烴分離過程
在芳烴回收方面，液液萃取技術已經有很長的使用歷史，液液萃取技術基于組分的極性，來影響組分間的分離，而對于沸點的影響較小。因為受到溶劑選擇的限制，對于較寬沸點混合料的分離，采用萃取精餾很難實現，早先它只能對窄沸點物料使用，如采用N-甲基吡咯烷酮或N-甲酰嗎啉作為溶劑進行的C6和C7物料的分離過程。
然而，隨著萃取精餾技術的發展，采用混合溶劑進行的萃取精餾解決了以上問題。美國GTC技術公司的GT-BTX技術具體體現了現代萃取精餾技術在混合芳烴(苯、甲苯、二甲苯)分離過程中的應用。
展開 丁二烯生產又有什么新工藝新技術呢？
目前，國內外各大公司正在積極開發應用C4餾分炔烴選擇加氫工藝、分壁式精餾技術以及抽提聯合工藝等新工藝。
01
炔烴選擇加氫技術
美國陶氏化學公司開發了炔烴選擇加氫工藝(KLP技術)，并于1984年實現工業化，該技術于1991年轉讓給美國環球油品公司(UOP)，并在全球范圍內進行推廣。此后，日本ZEON公司、法國石油研究院(IFP)等國外公司、科研機構也成功開發出自己的選擇性加氫技術，目前世界上已建成多套工業裝置。炔烴選擇加氫技術是通過選擇加氫反應將C4餾分中的乙烯基乙炔、乙基乙炔轉換為丁二烯、丁烯和少量的丁烷，包括前加氫和后加氫2種工藝。該技術取消了常規的二級萃取精餾塔，C4分離流程得以簡化，物耗、能耗得到降低。
02
分壁式精餾技術
德國BASF公司開發了分壁式精餾技術，正在進行應用。分壁式精餾技術是將丁二烯生產的分離過程通過塔的分割，將流程進行縮減，從而減少設備臺數，降低投資，此技術適用于規模小的裝置。該工藝原則流程示意圖如下圖所示。
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煙氣預處理單元是對原料氣所含的微塵和少量強酸性氣體進行處理,以減少其對吸收劑造成的危害;捕集單元是通過吸收再生過程實現煙氣中的CO2分離;壓縮精制單元是通過壓縮、吸附、冷卻液化和精餾提純技術進一步提高CO2純度,以滿足食品級標準要求;產品儲存供應單元是將液化后的CO2儲存、制成干冰及裝車外運。
目前，氨水蒸餾技術的主要問題是水蒸汽噸耗大、塔頂氣相含氨量低、塔底廢水含油多、換熱器易堵塞等，而精餾過程中的能耗問題成為業內技術人員的研究重點，這也是當前精餾設備的主要技術瓶頸。
1、直接蒸氨工藝-蒸汽法蒸氨工藝
剩余氨水在原料槽內經靜置分離，進一步脫除氨水中的輕重焦油等雜質。
采用混合溶劑進行的萃取精餾技術，可以以較小的成本實現苯乙烯的提取，因此，萃取精餾技術應用一方面使得苯乙烯從燃料產品轉化為石化產品，價值得到提升。另外，加氫處理氫消耗減少，結焦問題得到解決。
采用混合溶劑進行的萃取精餾技術，可以以較小的成本實現苯乙烯的提取，因此，萃取精餾技術應用一方面使得苯乙烯從燃料產品轉化為石化產品，價值得到提升。另外，加氫處理氫消耗減少，結焦問題得到解決。
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工藝方案
主要技術原理：由于醋酸與水存在締合，通過普通精餾難以分離，本案例采用萃取—共沸精餾聯合技術進行分離，即待處理的稀醋酸原料部分進入萃取塔進行萃取脫水，部分稀醋酸原料進入共沸精餾塔進行脫水，可以節省能耗。
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③煉油過程減少碳排放技術
低碳煉油反應催化材料、催化劑及配套的工藝技術；原油充分利用和效益最大化的清潔低能耗煉油總流程構建技術，收益最大化的煉油過程工藝條件綜合優化節能減排技術；過程及過程耦合節能技術，包括以節能為目標的精餾塔高效內構件及精餾塔設計技術，隔壁式精餾塔應用技術，氣體或液體混合物膜分離純化技術，實現分子煉油的復雜組分萃取分離、吸附分離技術，反應精餾，膜反應器工業應用技術，精餾、萃取、
2.3 分壁塔
分壁精餾是通過在塔內安裝1塊或多塊一定長度的隔板，采用1套汽化冷凝系統，同時分離得到3種或3種以上產品的精餾技術。以傳統的三組分為例，分壁精餾技術的原理如下所示。
芳烴聯合裝置中適宜采用分壁塔的是苯-甲苯分餾單元，塔頂分餾出苯產品，中部側向抽出甲苯產品，塔底為C8+產品。2020年4月，在國內新開工的重整裝置中得到了成功應用。
常規的化工分離技術包括精餾、吸收、萃取、結晶、吸附、膜分離等。精餾仍是應用最廣泛、技術最成熟的分離方法之一，在工業生產中占有相當的比重。
精餾塔伴隨著板式塔和填料塔交替式發展，兩者各有其優缺點，現呈現出并行發展的趨勢。板式塔具有結構簡單、適應性強、造價較低、易于放大等特點；填料塔具有高效率、高通量、低壓降、低持液等優勢。
