中海油舟山石化有限公司25万吨/年(年连续开工时数为小时)芳烃抽提装置,年6月装置大检修后扩能至5万吨/年(年连续开工时数为小时)。
芳烃抽提采用石油化工科学研究院的SED专利技术,以重整C6-C7馏分为原料,生产苯、甲苯、二甲苯等产品。装置在多年运行的情况过程中,出现过多次溶剂发泡的问题,本文针对溶剂发泡后对操作的影响,研究后续的处理方法做出相应调整。并探索防止溶剂发泡的方法,保证装置长周期运行。
2?工艺简介芳烃抽提装置的原料是由上游重整装置生产的脱戊烷油经过脱庚烷塔分馏后,再通过后加氢精制而得到的C6C7馏分。本装置是以环丁砜为溶剂的抽提蒸馏法。
整体抽提操作在抽提蒸馏塔、非芳烃蒸馏塔、溶剂回收塔、再生塔等设备内进行,环丁砜在系统内循环使用,使用过程中老化变质的溶剂进行再生后回到系统中使用。
然后利用溶剂对C6、C7馏分中芳烃和非芳烃的溶解度不同,以及溶剂对各组分相对挥发度影响的不同,通过萃取、蒸馏,实现混和芳烃和非芳烃的分离。
?溶剂质量对产品的影响中海油舟山石化芳烃抽提装置自年2月一次性开工成功。并在第一周期装置运行良好,经过系统萃取分离后非芳烃和混合芳烃都好于设计指标。
在非芳烃和混合芳烃产品质量要求都很高的情况下,运行都比设计高出了好几倍。
伴随装置运行时间增加,芳烃抽提蒸馏系统第二周期末非芳烃和混合芳烃的产品质量开始下降,最差时候非芳烃产品中苯含量达到0.7%,虽然没有超出设计值(公司指标要求非芳烃纯度≥99.70%)。
但也明显的看出,分离效果的下降。在第三周期初非芳烃产品质量明显好转。非芳烃产品中苯含量达到0.02%。在2年装置检修时打开抽提塔,对内构件进行检查时发现在抽提塔的第1层到第12层塔盘上面覆盖着一层厚度大于5厘米的淤泥杂质。
经化验分析杂质的成分有二氧化硅、铁锈、大分子聚合物。大分子聚合物为环丁砜聚合而成。
这是第二周期末产品质量下降的原因,可以判断出塔盘上的杂质占据了溶剂和芳烃的空间,液层减薄、气液相交换变差。影响了蒸馏塔分离的基础原理,因此导致分离效果变差,产品质量降低。
4?溶剂发泡对操作的影响抽提塔溶剂发泡是各石化炼厂抽提蒸馏装置都会遇见的一个问题。而发泡的原因也有几种:
(1)溶剂脏导致表面张力变化;(2)装置负荷过大;()进料量突然大量变化;(4)进料中存在发泡物质。
中海油舟山石化运行至今,已经发生了次溶剂发泡的情况。
第一次发生在检修的第三周期,抽提塔塔顶压力升高、塔底压力下降、各层塔盘的温度丧失温度梯度,塔盘的温度重合;抽提塔和回收塔的液位同时降低。在没有出现泄漏的情况下,两塔的液位同时降低,并且致使塔底压力持续上升,这样就可以推断出,塔盘上液层变厚,正常压力的情况气相压力不足以让气相穿过塔盘浮阀进行传质传热。
因此,塔底压力继续升高,塔盘的液层由于进料和循环溶剂继续厚。
这种平衡不被打破,会导致系统停工。系统热量关闭,气相压力降低,塔盘的液层落回到塔底后,再重新开工。此次溶剂发泡的原因有两方面:
一、开工后装置负荷提升较快已达到设计负荷%;
二、由于开工后塔内以及管壁产生大量铁屑与杂质等在系统内循环,溶剂过滤器为人工拆清,过滤器堵塞速度超过了清理速度,过滤器副线维持正常生产,未进行及时清理而影响了溶剂质量。
正常情况下如年7月6日0点混合芳烃分析中苯含量22.01%、、甲苯74.96%、二甲苯.05%、非芳烃含量0.01%。而发泡后年7月6日8点混合芳烃分析中苯含量2.71%、甲苯67.22%、二甲苯0.45%、非芳烃含量8.62%。
第二次溶剂发泡发生在4年4月,有了第一次溶剂发泡的处理经验,此次解决方法将大幅度降低抽提蒸馏塔进料量,并及时往抽提系统中补入新鲜溶剂并注入消泡剂,维持溶剂回收塔液位的同时缓解消泡现象。
抽提蒸馏塔趋于平稳,各项操作参数恢复正常。过程模拟分析:此次抽提塔发泡泛塔后发现系统循环溶剂较为干净,排出了溶剂影响后。采用装置实时操作数据和原料组成数据,通过专用过程模拟系统模拟计算了装置操作状况及性能。装置在目前操作状况下,模拟结果与实际基本符合。
由于各塔内件均未进行改造,因此在将各塔目前操作状况下的水力学状况模拟结果与原设计进行对比。得出以下判断及建议:
(1)在目前原料组成及操作负荷下,T和T处于操作上限,是限制装置处理能力的瓶颈。T中介质为易发泡物系,目前%负荷已近操作上限,按照经验在10%负荷下容易出现发泡泛塔现象。T介质不易发泡,但目前%负荷已超上限,该塔压降约0kPa,远高于设计值10kPa,也不适宜再增加负荷。因此在目前原料组成条件下,建议以维持运行稳定为前提,不宜进一步提高负荷。
(2)如果需要进一步提高处理能力,增加芳烃产量,建议上游装置配合进行操作调整,提高抽提原料中的芳烃含量,可以实现提高处理能力及增加芳烃产量的目的。
()在目前原料组成条件下,如果要进一步提高处理量,需要择机改造,增加T、T塔板开孔率。第三次溶剂发泡发生第五周期开工正常后的第三天年6月1日。通过本次发泡与第一次溶剂发泡时塔盘温度、塔底压力及塔底液位的趋势相对比可以看出,二者比较相似。
因此事后分析发泡的原因得出以下结论:
一、由于装置开工期间的罐容问题,导致除了正常进料外,还增加了大量的芳烃回炼。进料组成变化由54.44%非芳烃,45.56%芳烃至8.97%非芳烃,61.0的芳烃。虽然在处理量在设计负荷的9%,没有超出设计负荷,但是,进料组成大幅变化也是发泡的影响因素。
二、在本次开工初期邀请第三方公司对系统的溶剂进行净化处理,但由于疫情原因,未能及时在开工初期进行,溶剂系统内仍有大量铁屑与杂质等在系统内循环,虽然溶剂过滤器进行及时清理,但是不够彻底。