趙妍(大慶石化公司化工一廠芳烴抽提車(chē)間,黑龍江 大慶 163000)
伴隨著世界經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,石油化工產(chǎn)業(yè)對(duì)芳烴產(chǎn)品的需求在日益增加,對(duì)芳烴抽提工藝技術(shù)的要求也不斷提升。目前工業(yè)上對(duì)芳烴分離的方法主要分為液液抽提、共沸抽提和抽提蒸餾,在實(shí)際操作中要根據(jù)原料的性質(zhì)來(lái)決定抽提工藝,最大限度上減少能源消耗和工業(yè)成本,提高芳烴抽提的效率。
芳烴抽提技術(shù)中對(duì)溶劑的選擇至關(guān)重要,而溶劑對(duì)芳烴的溶解能力與溶劑對(duì)芳烴的選擇性這兩項(xiàng)之間是相互制約,共同作用的。二者在抽提過(guò)程中擔(dān)當(dāng)不同方面功能,溶劑的流率是由溶解能力所控制的,同時(shí)也控制著操作設(shè)備的性能和條件,也就是成本;溶劑的選擇性對(duì)分離效果有影響,換句話(huà)說(shuō)就是芳烴的純度和收率。在各種資料中顯示,環(huán)丁砜和NFM在綜合性能上都是優(yōu)良的溶劑,但是前者的選擇性要好于后者,溶解能力卻不足。
除了以上介紹的兩種主要性能外,芳烴抽提溶劑的沸點(diǎn)、密度、粘度等各項(xiàng)也是重要性質(zhì)。在實(shí)際操作中,各種溶劑的使用都有化學(xué)物理性的風(fēng)險(xiǎn),在抽提過(guò)程中應(yīng)格外注意。
所謂溶劑抽提技術(shù),其中關(guān)鍵就是溶劑的選用,采用適合的溶劑對(duì)相應(yīng)的烴類(lèi)進(jìn)行溶解,進(jìn)而分離出純芳烴,而選擇不同的溶劑其抽提過(guò)程也各有區(qū)別。簡(jiǎn)單介紹五種方法:第一是Udex法,這種最早實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的方法在剛開(kāi)始使用的是二甘醇作為抽提溶劑,在不斷改進(jìn)后簡(jiǎn)化了流程,從而降低了能耗、節(jié)省了投資費(fèi)用和成本,同時(shí)提高了芳烴收率;第二是Sulfolane法,這種方法在世界上被廣泛采用,一般將環(huán)丁砜作為溶劑,因其有較強(qiáng)的溶解能力和優(yōu)良的選擇性,可以盡可能的從芳烴原材料中分離純度較高的芳烴;第三是Arosoivan法,這種方法最常用的溶劑是N-甲基吡絡(luò)烷酮,優(yōu)點(diǎn)是苯生產(chǎn)的純度最高;第四是Formex法,最常用溶劑為N-甲?;鶈徇?,抽提方法是利用芳烴以及水回流,與水共沸蒸餾來(lái)回收;還有一種是IFP法,是以二甲亞砜為溶劑的,由于工藝流程較為復(fù)雜,在世界上使用此法的比較少。
在一些精密性抽提過(guò)程中,將芳烴和某些烴類(lèi)分離開(kāi)是很困難的,采用抽提蒸餾方法,可通過(guò)降低烴類(lèi)蒸氣壓加大不同烴類(lèi)的沸點(diǎn)差來(lái)將芳烴分離。當(dāng)前主要的抽提蒸餾技術(shù)有GT-BTX法、SED法兩種,其抽提工藝極具代表性。
2.2.1 GT-BTX抽提蒸餾技術(shù)
這種方法是以其創(chuàng)始公司美國(guó)GTC公司命名的,因?yàn)橹俺R?guī)的溶劑分解過(guò)程中難以將芳烴及其他烴類(lèi)完全分離開(kāi)來(lái),為了打破這種局限性,GTC公司開(kāi)發(fā)創(chuàng)造了具有更高選擇性的溶劑材料,可以提高其他非芳烴類(lèi)物質(zhì)的相對(duì)揮發(fā)度。這種溶解材料的效果十分好,降低了抽提裝置的能耗和投資,但是不足之處是回收率比較低。
2.2.2 SED抽提蒸餾技術(shù)
采用SED抽提蒸餾技術(shù)有很大的優(yōu)勢(shì),這種方法操作流程比較簡(jiǎn)單、成本不高、消耗的能源比較少,有負(fù)壓、汽提的再生形式,不需要進(jìn)行抽余油處理,主要裝置組成包括預(yù)分餾單元、抽提蒸餾單元、芳烴精餾單元,使用的設(shè)備臺(tái)數(shù)較少,溶劑的價(jià)格也不高,相對(duì)節(jié)省了成本。
總體來(lái)看,在芳烴抽提工藝中的每一個(gè)過(guò)程都可以用三步來(lái)完成:抽提、溶劑回收、溶劑再生。根據(jù)其在最關(guān)鍵部分的分離方法的區(qū)別,主要有以下幾種工藝流程。
此種抽提與抽提蒸餾相結(jié)合的工藝在萃取過(guò)程中,主要是選擇合適的溶劑,使其溶解能力和選擇性對(duì)芳烴起及時(shí)溶解的作用,另外在抽提蒸餾的過(guò)程中降低化合物的蒸氣壓,這樣就很容易將烷烴從富溶劑中分離。
在采用抽提--反抽提的工藝中與上面提到的另一種靠抽提蒸餾的有所區(qū)別,這是一種采用液相反抽提的方法。這樣的原因在于抽提中選用的溶劑在分解時(shí)的溫度低,承受不了蒸餾過(guò)程中的高溫。另外,這種抽提工藝相對(duì)來(lái)說(shuō)較為復(fù)雜,工序繁多。
工藝流程特點(diǎn)抽提和抽提蒸餾相結(jié)合抽提蒸餾的塔頂產(chǎn)物中芳烴含量在6~50%抽提--反抽提技術(shù)可以抽提分離原料中的芳烴優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)過(guò)程簡(jiǎn)單、能耗較低,芳烴回收率及產(chǎn)品純度較高操作簡(jiǎn)單,可同時(shí)回收全部三苯缺點(diǎn)高含量的芳烴在抽提蒸餾塔和抽提塔之間循環(huán),消耗不必要的能量裝置比較復(fù)雜,為了提高溶劑的選擇性,水和反抽提劑有多次循環(huán),能耗較高
當(dāng)今社會(huì)化學(xué)工業(yè)產(chǎn)品隨處可見(jiàn),在這種強(qiáng)烈的需求下芳烴抽提工藝技術(shù)的改進(jìn)和完善不容忽視,如何最大限度的降低能源消耗和生產(chǎn)成本,從而提高工程的效率和收益是有關(guān)部門(mén)應(yīng)關(guān)注的重點(diǎn)。要想達(dá)到脫苯生產(chǎn)和無(wú)苯清潔生產(chǎn)的理想技術(shù),還需要不斷地進(jìn)行新技術(shù)的研發(fā)。
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