精馏抽提制苯工艺的影响因素探讨

摘要

我国是芳烃生产和消费大国,拥有数十套大规模生产装置,许多新装置还在建设中.目前芳烃抽提溶剂主要采用四甘醇、N-甲基吡咯烷酮和环丁砜,而使用N-甲酰吗啉作为抽提溶剂的仅有石家庄焦化厂、上海宝钢焦化厂、上海石化等企业.为提高装置竞争力和加强环境保护,一些芳烃生产企业如北京燕山、南京金陵等大型石化企业正在或计划选用N-甲酰吗啉为抽提溶剂.燕山石化制苯装置采用的NFM(N-甲酰吗啉)抽提蒸馏分离芳烃新工艺生产苯、甲苯,年新增效益达1600多万元.这套技术的成功开发,打破了国外技术垄断,可节约近千万元的技术引进费用.芳烃抽提主要有液-液萃取和萃取-蒸馏两种工艺,其代表溶剂为四甘醇和N-甲酰基吗啉(简称NFM). 2000年,由国内自主开发的N-甲酰基吗啉(NFM)抽提精馏工艺技术在制苯装置首次完成工业化.本文对两种工艺实际应用的效果、能耗、环保等方面进行对比、讨论,分析两种工艺各自的特点和存在的问题.同时对两种不同工艺的控制方案以及产品质量和收率、溶剂的消耗、装置能耗、装置开工率等进行了调控对比,经实际效果的比对,制定出适于芳烃抽提的工艺方案.本文就装置过程模拟系统的建立、以及模拟数据的验证过程、经全流程模拟计算后提供的全套优化操作参数的过程进行了叙述.在此基础上,对在工业化应用过程中N-甲酰基吗啉抽提精馏工艺的抽提精馏塔的几种控制方案进行分析,得出了灵敏板温度控制的可靠性和对产品质量、回收率等指标的影响,收到了良好的结果,产品质量、苯回收率都达到国际水平.通过对装置实际运行一年多的考察,对溶剂比、贫溶剂中苯含量、灵敏板温度的控制及抽余油中微量溶剂的回收等技术问题,提出了若干改进建议,以利于该抽提精馏工艺技术的进一步完善.

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前言

第一章文献综述

1.1芳烃萃取技术的发展概况

1.2装置的改造情况

1.3两种溶剂性能对比

1.3.1溶剂的选择性和溶解能力

1.3.2溶剂的其它物性

1.4两种工艺流程比较

1.4.1四甘醇液—液萃取工艺

1.4.2 NFM萃取—蒸馏工艺

1.4.3 工艺流程对比

1.5两种工艺运行工况对比

1.5.1 工艺控制比较

1.5.2操作参数对比

1.6本文研究思路

第二章装置基本情况

2.1原设计情况

2.2第一次改扩建

2.3第二次改扩建

2.4 工艺流程

第三章芳烃萃取过程模拟计算

3.1过程模拟系统的建立

3.1.1芳烃萃取的工艺原理

3.1.2芳烃—NFM二元汽液平衡数据的关联及模型参数的估值

3.1.3烷烃—NFM液液互溶度数据的关联及模型参数的估值

3.2 NFM的物理性质

3.3烃—烃，烃—水间的相平衡

3.4模拟数据的可靠性检验

3.4.1汽液平衡的预测

3.4.2流程模拟计算

第四章NFM抽提精馏工艺简介

4.1原料及溶剂

4.1.1原料

4.1.2溶剂

4.2抽提精馏塔简介

第五章工艺控制过程技术分析及探讨

5.1抽提蒸馏塔的控制方案的选择

5.1.1灵敏板温度控制方案

5.1.2灵敏板控制的抗干扰性能

5.2溶剂比的影响

5.3贫溶剂中苯含量的影响

5.4灵敏板温度对产品质量的影响

5.5抽余油中微量溶剂的回收

5.6溶剂的再生方法

第六章装置运行效果对比

6.1溶剂消耗情况对比

6.1.1非芳烃中的损失方面

6.1.2汽提塔发生“冲塔”方面

6.1.3溶剂分解速度方面

6.1.4在汽提塔的采出芳烃中的损失方面

6.2产品质量对比

6.3产品收率对比

6.4公用工程消耗及能耗对比

6.5装置开工率对比

第七章存在问题及改进意见

7.1NFM萃取工艺存在的问题

7.2改进建议

7.2.1增加白土塔

7.2.2增设工艺跨线

7.2.3改造溶剂再生塔

第八章结论

参考文献