降低环丁砜抽提系统设备腐蚀性研究

摘要

环丁砜是炼油和石化行业芳烃抽提装置的常用溶剂。但环丁砜抽提溶剂在运行中劣化，产生SO42-、磺酸类物质和少量羧酸，加之抽提原料中的微量氯在其中发生累积，造成系统设备腐蚀严重甚至损坏，使装置非正常停车，环丁砜溶剂损失加大。 本文通过分析环丁砜抽提装置的工况，对现有的环丁砜净化方法、各种脱硫、脱氯方法进行分析比较，确定用阴离子交换树脂法脱除环丁砜中的腐蚀性阴离子。通过试验筛选出适合环丁砜抽提工况使用的大孔弱碱型阴离子交换树脂，并确定了适宜的操作条件：质量空速为6.0h-1，温度为40～45℃，压力1.5MPa。 用阴离子交换树脂法净化环丁砜贫溶剂，单位树脂净化量大于300。净化后溶剂的pH值高于6.0，酸值下降，氯含量从原来的5.0mg/L以上降到1.0mg/L以下。净化后的贫溶剂腐蚀性明显下降，缓蚀率超过70％，有些情况下可达80％以上。 所选的阴离子交换树脂热稳定性好，在所确定的适用温度范围内不会发生热裂解，树脂可通过3％NaOH溶液再生，水洗后循环使用。水洗比为40：1，带入环丁砜中的Na+小于0.3mg/L，在萃取出的芳烃中，检测不到Na+，净化前后的贫溶剂劣化情况基本一致，不会对本工序及后续工序带来不利影响。 在小试确定的的工艺条件下进行放大试验，放大试验结果优于小试实验结果。结合离子交换器运行理论，可以预见，工业化应用效果还会好于放大试验效果。 如果阴离子交换树脂法净化环丁砜应用在现有芳烃抽提装置中，产生的三废量少，并且可以与常规废碱、废渣、废气一并处理，三废处理不需增加投资。直接经济效益达373.4～396.1万元/年，考虑到其他联合装置的平稳运行，效益更大。

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前言

第一章文献综述

1.1环丁砜抽提系统及设备腐蚀概述

1.2环丁砜运行中的劣化

1.2.1环丁砜及杂质环丁烯砜在运行中劣化水解

1.2.2高含水量造成环丁砜劣化加剧

1.2.3高温加剧环丁砜劣化

1.2.4高温下氧存在加速环丁砜劣化

1.3降低环丁砜劣化

1.3.1降低环丁砜中的杂质含量

1.3.2保证系统的平稳操作

1.4 Cl-的设备腐蚀性与防腐

1.5环丁砜贫溶剂中的腐蚀性杂质的脱除

1.5.1环丁砜贫溶剂中劣化产物的脱除

1.5.2环丁砜贫溶剂中Cl-1的脱除

1.6阴离子交换树脂

1.7本论文的出发点及主要研究内容

第二章实验方案与方法

2.1实验方案与原理

2.2实验原料及规格

2.3分析方法

2.4树脂筛选与工艺条件实验

2.4.1实验流程

2.4.2实验装置及仪器

2.4.3树脂筛选

2.4.4环丁砜净化的工艺条件

2.4.5树脂再生条件试验

2.5环丁砜设备腐蚀性试验

2.6环丁砜劣化情况试验

第三章树脂筛选

3.1树脂筛选

3.2小结

第四章工艺条件实验

4.1净化空速

4.1.1空速与中强度酸性阴离子脱除效果的关系

4.1.2空速与总的阴离子脱除效果关系

4.1.3空速与Cl-1脱除效果的关系

4.2净化温度

4.2.1温度与Cl-1脱除效果关系

4.2.2温度与中强度酸性阴离子脱除效果的关系

4.2.3温度与总的阴离子脱除效果关系

4.3树脂的使用温度与树脂使用周期的关系

4.4小结

第五章树脂再生条件实验

5.1再生碱液用量与再生效率关系

5.2再生碱液浓度与树脂再生效率的关系

5.3再生碱液空速与再生效率的关系

5.4废碱液的利用

5.5小结

第六章树脂使用性能试验

6.1树脂抗有机污染性能

6.2使用寿命

6.3小结

第七章净化前后的环丁砜贫溶剂的对比实验

7.1净化前后贫溶剂的腐蚀性对比实验

7.2净化前后贫溶剂的劣化对比实验

7.3净化后贫溶剂的含水量

7.4小结

第八章用阴离子树脂净化环丁砜对装置安全运行的影响

8.1树脂的热稳定性及流失成分分析

8.2 Na+含量的影响

8.3小结

第九章放大试验

9.1试验流程简

9.2实验装置简介

9.3放大试验条件

9.4实验结果与分析

9.4.1实验数据的平行性

9.4.2对环丁砜原料进行一次处理与二次处理的情况

9.4.3放大试验与小试实验效果对比

9.5小结

第十章三废处理

第十一章经济效益分析

第十二章结论

参考文献

发表论文和参加科研情况

致谢