芳烃抽提蒸馏装置环丁砜劣化原因分析及对策

作者:未知

  摘 要:環丁砜是目前普遍采用的一种抽提溶剂,其稳定性好、收率高、溶解度大、选择性高。但在芳烃抽提装置运行过程中,环丁砜会受到水含量、温度、氧气等多种因素影响而导致分解,从而对管线设备造成腐蚀。本文对四川石化90万t·a-1抽提蒸馏装置在运行周期内环丁砜分解的原因进行分析,针对于这些因素提出有效的防护措施,以保障设备安全运行、装置平稳生产。
  关键词:环丁砜;劣化;抽提;措施
  中国石油四川石化有限责任公司是中国石油集团公司炼油与化工分公司直属化工生产企业,设计加工能力为1000万t·a-1炼油和80万t·a-1乙烯。芳烃抽提蒸馏装置为四川石化主要生产装置之一,设计生产能力90万t·a-1,操作弹性60%~110%,年开工时间8400小时。装置原料为重整汽油、乙烯加氢汽油、对二甲苯装置异构轻烃、拔顶苯和含苯水,主要产品为芳烃抽余油和混合芳烃。在国内芳烃抽提生产中以环丁砜为溶剂的工艺占了较大比重,采用环丁砜为溶剂的抽提精馏技术在最近十几年里得到十分广泛的应用。
  1 环丁砜劣化原因
  1.1 氯离子的影响
  芳烃抽提装置设备中的氯主要来自于原料中带氯过量及在系统中的积累。氯在系统中过量,不但会加速对设备的腐蚀,还降低了溶剂的pH值,使系统成酸性,加剧了环丁砜劣化分解生成酸性腐蚀介质,进一步腐蚀设备。
  1.2 温度的影响
  环丁砜溶剂是稳定性较高的化合物,仅在温度超过230℃时才会明显的分解为二氧化硫和其他降解物。由表1可见温度越高环丁砜分解速率越快,本装置抽提回收塔和再生塔都属于负压塔,而在负压条件下环丁砜分解温度会大幅度下降,分解速率也会随之加快,进而加速了溶剂的劣化。
  1.3 氧气的影响
  环丁砜在氧环境中容易开环,并形成SO2,然后SO2再与不饱和醛发生可逆反应形成腐蚀性较强的酸,同时还有可能生成硫醇、硫醚、及硫化氢等腐蚀介质,而且在氧环境下环丁砜的分解速率会提高5倍。
  2 现状分析
  四川石化芳烃抽提蒸馏装置自发2014年2月7日投料以来至2018年4月7日停工检修,共运行四年两个月时间。在整个运行周期内,装置运行平稳,回收塔负压保持稳定,环丁砜损耗小,抽余油和混芳产品质量合格,抽余油中苯甲苯含量<0.5%,芳烃回收率,装置能耗创同类装置最佳水平。在装置运行期间,导致溶剂劣化的原因主要在于以下几个方面:
  2.1 抽提再生塔设计不合理
  再生塔换热器因结构和固定方式设计不合理振动造成管束破裂蒸汽泄露致使局部高温,部分环丁砜劣化分解。同时,蒸汽内漏到回收塔导致回收塔水包液位高,多次切除再生塔进行处理。不仅损失了溶剂,也使得溶剂再生不能连续进行,导致部分溶剂劣化。
  2.2 原料与设计不符合
  抽提装置原料设计指标是:总硫≤1ppm,溴指数≤2000,苯≈36%,甲苯≈47%,C8芳烃不大于1%,但在运行中经抽提预分馏塔平衡组成后,抽提蒸馏塔进料芳烃含量也只是在64%左右,并且加氢裂解有硫含量多次硫含量超标。原料组份的变化,使得溶剂比不断调整,在调整过程中难免出现超温现象,从而导致溶剂劣化。
  2.3 中和剂注入量偏差
  在2017年5月份开始贫溶剂pH值化验结果基本都在8以上有时候甚至能够达到10以上(用普通pH试纸测量结果为6~7之间是因为试纸颜色受溶液本身颜色的影响,而用原溶液和一比一稀释的溶液,在电离法下测定的pH基本也在8以上),在系统溶剂pH较高的情况下扔按计划向系统添加两小时的中和剂,过量的中和剂打破系统平衡是反而加速了溶剂的劣化分解。
  3 预防措施
  环丁砜劣化分解会对设备造成严重的腐蚀,同时会影响溶剂的选择性和溶解性,关乎抽余油和混芳的产品质量。因此在生产过程中应严格执行操作卡参数,严防环丁砜劣化分解。须做到以下几点:①严格控制操作温度严禁超高温操作;②在提负荷、降负荷的过程中应缓慢进行避免大幅度操作,结合进料中芳烃含量,按操作规程要求提降溶剂比、汽提水比及操作温度;③严格监控原料中的氯含量,如有超标应及时与上游装置沟通以便调整操作;④根据贫溶剂的pH化验结果,按需求适时适量的向系统添加中和剂。
  4 结束语
  环丁砜的分解在生产运行中是不可避免的,但要严格控制操作温度避免超高温,及时脱水,严格按要求添加单乙醇胺,避免空气进入系统。同时应根据实际情况修订抽提装置工艺技术方案和操作卡,加强质量制度管理,严格规范对操作参数的执行情况,加大抽查频次。岗位之间开展以产品质量为主题的劳动竞赛,严格执行生产部规定的各项工艺参数,不得随意调节控制范围,以确保装置长周期平稳生产,提高运行效率。
  参考文献:
  [1]中国石油化工集团公司职业技能鉴定指导中心.制苯装置操作工[M].北京:中国石化出版社,2008.
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