提高芳烃抽提装置苯产品质量的有效措施

周剑锋

(中国石油大庆石化公司，黑龙江 大庆 163714)

苯(Benzene，C6H6)一种碳氢化合物即最简单的芳烃，在常温常压下为具有芳香气味的无色透明挥发性液体，能释放出有毒蒸气，苯在工业上最重要的用途是做化工原料。苯可以合成一系列苯的衍生物。

苯经取代反应、加成反应、氧化反应等生成的一系列化合物可以作为制取塑料、橡胶、纤维、染料、去污剂、杀虫剂等的原料。大约10%的苯用于制造苯系中间体的基本原料。苯与乙烯生产乙苯，后者可以用来生产制塑料的苯乙烯；苯与丙烯生成异丙苯，后者可以经异丙苯法来生产丙酮与制树脂和粘合剂的苯酚；制尼龙的环己烷；合成顺丁烯二酸酐；用于制作苯胺的硝基苯；多用于农药的各种氯苯；合成用于生产洗涤剂和添加剂的各种烷基苯；合成氢醌，蒽醌等化工产品。

1 概述

在原油中含有少量的苯，从石油产品中提取苯是最广泛使用的制备方法。从不同方法得到的含苯馏分，其组分非常复杂，用普通的分离方法很难见效，一般采用溶剂进行液-液萃取或者萃取蒸馏的方法进行芳烃分离，然后再采用一般的分离方法分离苯、甲苯、二甲苯[1]。根据采用的溶剂和技术的不同又有多种分离方法。

某装置采用的是环丁砜溶剂萃取法，荷兰壳牌公司开发，专利为UOP公司所有，该套装置采用的工艺技术为北京金伟晖工程技术有限公司SUPER-SAE-Ⅱ单苯抽提生产技术，使用的溶剂为环丁砜。其原理是通过烃类各组分在溶剂中的溶解度及选择性不同，形成组成不同和密度不同的两个相，即分散相和连续相，分散相和连续相逆流接触，进行多级抽提，苯产品按质量分为石油苯-535、石油苯-545两个类别，石油苯-545比石油苯-535指标要更为严格，该套装置生产的苯产品的外销指标要求满足石油苯-545指标，为了生产利益最大化，该装置力求苯产品完全满足石油苯-545指标，因此装置在控制方面要求极为精细，以下是石油苯-545指标的相关内容。

表一 石油苯-545指标

该装置自开工以来曾经出现过部分指标超标的现象，如何避免问题再次出现，保障苯产品质量是装置管理人员的一项重要工作。

2 苯产品质量问题原因及处理措施

2.1 装置简介

该装置采用乙烯裂解加氢汽油为原料，以环丁砜为溶剂进行单苯抽提，由原料切割单元、苯抽提单元、苯精制单元、公用工程等部分组成。原料切割单元以裂解加氢汽油为原料，切割出满足要求的C6馏分供苯抽提单元作进一步的加工，切割塔底的调和汽油组分送出装置，苯抽提单元以原料切割单元切出的C6馏分为原料，分别经过抽提塔、抽余油水洗塔、汽提塔、回收塔、处理后，生产出粗苯和副产品抽余油，粗苯再进入苯精制单元经干苯塔、白土塔脱除水分和杂质生产出合格的苯产品。

2.2 出现过的苯产品质量问题

2.2.1 非芳烃含量超标

非芳烃的去除主要是在汽提塔中进行，作用是根据芳烃和非芳烃有环丁砜存在下相对挥发度不同，利用蒸出部分的轻芳烃来除去残留溶剂中的非芳，并为抽提塔提供返洗液，在汽提塔中采用蒸馏的方法将富溶剂中的轻质非芳烃和部分芳烃从塔顶蒸出，汽提塔底再沸器的热源为1.9MPaG的饱和蒸汽。

该装置自开工后曾经发生过苯产品非芳烃含量超标的事件，某日苯产品罐中非芳含量为0.21%。立即将装置改为循环状态，查找原因。

图一 苯产品外送流程简图

图一流程说明：

(1)阀门1为苯产品生产线阀门，苯产品送至产品罐区；

(2)阀门2为苯循环线阀门，装置改循环时，苯至抽提进料缓冲罐；

(3)阀门3为苯至不合格油线阀门，4为苯至不合格油线根部阀。阀门5、6为返洗液至罐区不合格油罐。

(4)不合格苯至输转不合格罐和返洗液至输转不合格油罐共用一条不合格油线。

(5)苯外送至产品罐时，阀门1为开；阀门2为关闭；阀门3、4为关闭。返洗液至不合格油线阀门6为关闭。

2.2.1.1 原因分析：

(1)在采样点处化验得知苯产品中的非芳含量<0.01%；因此断定倘若是物料发生互串，必定发生在采样点之后，采样点之后有两种情况可能会导致苯产品中非芳超标：一是，苯循环线阀门2出现内漏导致含有非芳的物料反串。另一种是，不合格苯至不合格油线阀门3及根阀4同时出现内漏导致含有非芳的物料反串。

(2)将与不合格线相关联的阀门全部关闭，也就是在之前关闭阀门2、3、4、6的基础上，又将阀门5关闭。

经过4个小时后，化验做样苯产品非芳含量为0.07%，达到合格品要求。

2.2.1.2 整改措施：

利用装置大检修的契机，对装置内的阀门进行研磨或更换将生产隐患彻底解决。

2.2.2 总硫含量超标

正常情况下，苯产品馏出口常规分析项目中没有总硫含量检测、苯产品罐硫含量检测一个月两次抽检。在对装置例行检查时，发现塔顶温度偏高，虽然塔顶回流调节阀FIC-72024流量指示正常，但调节阀阀位较正常情况低20%，判断是导致顶温上升的原因，并判断塔顶可能会夹带环丁砜溶剂，将调节阀阀位提高到40%，按阀位控制，同时联系仪表校表。经判断会影响到苯产品中硫含量指标，所以将装置改循环，并苯产品馏出口、苯产品罐作硫样分析，馏出口：118ppm，苯产品A罐：111ppm，B罐：123ppm，均不合格。

2.2.2.1 原因分析：

从塔顶回流调节阀阀位来看，在自动状态下流量正常而阀位逐渐关小，关闭至最小11.4%，导致塔顶回流实际流量比流量表显示值小3～4t/h，从而使塔顶温度逐渐上涨，最终导致塔顶物料中携带环丁砜至塔顶回流罐，并进入干苯系统，引起苯产品总硫含量超标。

2.2.2.2 整改措施：

(1)重新梳理装置工艺指标，将长期稳定但易忽视的操作参数列入到内控指标中，提高岗位重视程度。

(2)对装置各参数尤其关键控制参数的报警值进行分析，制定合理的报警范围。

(3)对此次质量问题开展针对性培训，提高内操分析判断能力；

(4)将不同负荷下的标准操作画面打印下发操作岗位，便于操作人员判断分析问题。

(5)修订分析检验计划，建议增加苯产品馏出口总硫分析项目，频率至少1次/天，或者优化各部位总硫检测项目，及时发现超标情况，防止污染产品罐。

2.2.3 噻吩含量超标

苯产品A罐噻吩超标0.64mg/kg(指标≤0.60mg/kg)。

加氢汽油只有总硫指标，没有噻吩指标，总硫指标1-16日全部满足分析指标要求(总硫<1mg/kg)，产品合格。

(2)二段反应器是去除噻吩含量及脱硫的关键系统，1-16日二段反应器各操作参数平稳，未有大的调整及波动，(参数说明：LQJ1_TIC5216_PV：二段反应器进料温度；LQJ1_TR5222A_PV：二段反应器上部床层温度；LQJ1_TR5223A_PV：二段反应器中部床层温度；LQJ1_TR5224A_PV：二段反应器下部床层温度)趋势见图二。

图二 二段反应器操作参数

从图二中可以看出二段反应器入口温度，各床层温度平稳，入口温度控制在253～255℃，第一床层温度263～265℃，第二床层温度286～288℃，第三床层300～305℃。

从操作过程及加氢汽油产品中总硫含量来看，产品一直稳定，未出现不合格加氢汽油。

原因分析：

裂解加氢汽油装置的原料中噻吩含量突然上升，导致二段反应催化剂无法及时将噻吩脱除，由于噻吩是一种杂环化合物，分子式C4H4S，沸点84.2℃，与苯接近(苯的沸点为80.1℃)，很难用蒸馏的方法将它们分离，因此噻吩在芳烃抽提装置中随苯产品采出，导致苯产品不合格。

整改措施：

(1)提高二反温升，各床层平均增加5℃，增强脱硫效果，维持二段反应器入口及床层温度稳定，监控二段催化剂运行状态；

(2)定期增加加氢汽油及苯产品噻吩含量分析并给出具体分析数据，以作为装置调整依据。

3 结论

经过认真分析和总结，制定了一系列预防措施，有效地保障了苯产品质量，同时为上下游装置稳定运行提供了有力保障。