芳烃抽提装置环丁砜劣化问题分析及应对方法

芳烃抽提装置环丁砜劣化问题分析及应对方法

金光瑞

抚顺石化烯烃厂芳烃抽提车间

摘要：作为一种理想的溶剂,环丁砜被广泛应用于香料碳氢化合物的提取过程中,因为它对香料碳氢化合物具有较高的溶解性和选择性,与原料密度和香料碳氢化合物的沸点差异较大,潜热和比热蒸发较小,因此它可以获得较高的香料碳氢化合物产率,便于溶剂的两相溶解和再循环,还可以降低溶剂的能耗和消耗。然而,在工业使用中,密封圈随着使用时间的增加而逐渐恶化,这影响了装置的长期运行。溶剂变质的主要表现为:丁烯环颜色逐渐变深,pH值下降,溶剂脱落,降水量增加,氯离子富集,设备腐蚀等。这严重影响了设备的正常运行,增加了溶剂的损失。基于此，对芳烃抽提装置环丁砜劣化问题分析及应对方法进行研究，以供参考。

关键词：芳烃抽提装置；环丁砜；劣化；应对方法

引言

通过严格控制抽提进料中的氯含量，改造升级溶剂再生塔再沸器，延长再生塔运行时间；改变日常湿溶剂处理方式，避免系统溶剂二次污染；探索停工过程中，增加冷循环过滤劣化生成物，净化溶剂等一系列应对措施，经一年时间，循环溶剂颜色由原来的黑褐色逐渐恢复为淡黄色,清澈无杂质，装置不再添加单乙醇胺，系统溶剂pH值保持在8.0以上，抽余油及混芳产品质量合格，再生塔再沸器没有发生过泄漏。

1环丁砜劣化概述

分解产生高分子烃类聚合物，磺酸类物质及少量的羧酸，这些杂质会使溶剂颜色变暗,降低pH值,增加酸度。溶剂体系中环丁醇降解产生的杂质,当聚合物降解累积到一定量时,会腐蚀设备,导致溶剂的沸点升高,芳香族的溶解度降低,选择性能下降,溶剂质量下降。主要影响环丁砜劣化的是氯离子，首先氯离子对设备具有很强的腐蚀能力,加上环丁酸盐的酸性恶化,导致环丁酸提取系统的设备严重腐蚀。特别是热交换器设备的腐蚀严重,有时由于热交换器管束的腐蚀而更换或堵塞六个月,导致萃取装置的运行周期远远达不到2年的设计周期。综上所述,环丁砜的降解是由聚合物、酸性和氯离子的积累造成的,不仅会造成设备腐蚀，还会造成溶剂选择性和溶解性下降。目前在芳香提取装置中,应用溶剂再生系统(本质为减压蒸馏法)对环丁醇进行再生,同时注射单乙醇胺,中和溶剂中的酸,即使确保溶剂系统的pH值在所需的操作范围内,但氯离子对设备的腐蚀仍然没有很好地解决。

2劣化原因分析

2.1氧气的影响

氧气主要来自原料中溶解的氧气和空气泄漏到真空系统中,而不完善的氮气系统也会导致氧气进入系统。当环丁醇杂质在循环丁烯酯中热分解时,会形成SO2,然后SO2与未饱和的醛类物质发生反反应,产生更具侵蚀性的酸,以及可能形成腐蚀性介质,如二甲苯、硫和硫化氢。在有氧条件下,环丁烷的分解加速,与没有氧气相比,SO2的释放显着增加,pH值下降更为明显。

2.2塔体和内部部件的腐蚀

液体提取装置液体提取塔腐蚀频率高,腐蚀导致给料塔分配器穿孔,给料塔分配器盘下方浮动阀孔变形,甚至浮动阀切断。高频塔的腐蚀频率是塔盘的开口,塔体的腐蚀泄漏低于塔安全阀的回流线。再生塔腐蚀的主要部件是塔体和插入的重沸器。萃取蒸发装置中萃取蒸发塔和还原塔内部的腐蚀严重。在蒸发塔上,盘式浮动阀孔整体腐蚀和变形减小,浮动阀孔的变形从上到下逐渐增加,导致浮动阀的数量从10%逐渐增加到70%。再生塔的腐蚀部位主要是养料分配器和塔底盘,养料分配器有较大的腐蚀射孔面积,养料分配器下方两层塔板的腐蚀射孔面积较大,养料分配器下方浮动阀开口面积较大变形甚至脱落。高频再生塔的腐蚀频率是塔底的重沸器喷射,由于管束腐蚀泄漏而更新了两次。

3芳烃抽提装置环丁砜劣化应对方法

3.1在线净化

环丁砜在线净化过程将系统贫溶剂选择低温部位(冷却器出口)通过升压泵进入溶剂净化设备的入口,先通过吸附罐再通过树脂罐,将树脂罐净化到低压罐后,当系统中的溶剂不足时,通过泵将缓存罐内净化后的溶剂注入到系统中循环使用,以满足系统的运行。罐中使用复合离子交换树脂,既有用于去除环丁砜降解酸产物的特殊树脂组,也有用于去除强酸氯离子的高效组。酸性物质取代树脂上的原始离子并保留在树脂中,从而从环丁烷中去除这些物质,使降解的环丁烷再生。树脂交换达到饱和后,用碱液处理饱和树脂,使其恢复到初始状态(即再生),达到循环、重复使用的目的。

3.2加强系统密闭性，防止溶剂氧化分解

在设备的初始阶段,溶剂回收塔和与溶剂相关的所有系统的空气压力测试应严格按照空气密封方案进行,在保养期间移动接口进行分类统计,以确保缺少空气密封试验。由于溶剂系统在正常生产过程中处于负压状态,并且系统的正压状态和负压状态在密封力内外产生不同的方向,因此在系统按下设计压力后必须进行正压密度和负压密度两次,当需要负压试验启动系统真空泵时,通过抽真空系统将系统压力降至操作压力。

3.3在线清理过程

循环丁醇溶剂来自装置的贫溶剂泵,首先在溶剂冷却器中冷却至<50°C,然后进入过滤精度为10μm的袋式过滤器;用毛细过滤器过滤后,与均质活性炭和来自搅拌箱的辅助过滤器混合后,将混合溶剂泵输送到过滤精度为1μm的净化过滤器中,过滤去除低质量溶剂中的固体悬浮物、环丁烯降解物和糊状物,添加辅助过滤器有助于改善溶剂在净化过滤器中的通道,提高活性炭的吸附能力;然后进入离子交换塔去除碳酸盐离子,氯离子,循环甜菜精制溶剂返回到萃取塔。

3.4大孔弱碱型阴离子交换树脂系统的运用

降解环丁烷再生系统采用离子交换原理,选择较大的交换功率,良好的稳定性和再生性能,以及较长的使用寿命弱碱性阴离子交换树脂,采用离子交换法去除营养中降解产生的酸性物质和积累的氯,以保持环丁烷的良好质量。大孔弱碱阴离子交换树脂系统的供给是芳香族碳氢化合物萃取中较差的溶剂,设计产量为8t/h(约为系统溶剂循环量的1.72%)。目前,该萃取装置采用新型大孔弱碱阴离子交换树脂,对氯离子和SO2-4的吸附效果良好,从而降低了循环溶剂中氯离子和SO2-4的含量,对减缓设备腐蚀起到了很好的作用,根据实验数据,腐蚀速率可达70%以上。离子交换树脂处理后,再生氯贫溶剂去除率≥85%(氯含量≥33mg/kg时)或氯含量≤5mg/kg时(氯含量<33mg>

图1阴离子交换树脂再生溶剂

结束语

在正常生产中,为了尽量减少环丁砜的降解,应严格控制工作温度不高于180°C;严格控制原料和循环溶剂中氯离子的浓度,以保证循环溶剂的质量;此外,还需要进行负压系统的密封性试验,以防止空气中的氧气泄漏到系统中,从而影响溶剂的质量;同时,在清洗过滤器并除去再生器残渣后,应完全更换,以减少溶剂系统中氧化的可能性;供给罐需要定期检查氮气密封,以防止氮气密封失败,这将导致供给带有溶解氧。

参考文献

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