芳烴抽提溶劑系統氯含量高原因分析

何明川，邵會生

芳烴抽提溶劑系統氯含量高原因分析

何明川，邵會生

（中國石油大連石化分公司， 遼寧 大連 116033）

2020年芳烴抽提裝置開工后，溶劑系統氯質量分數偏高、溶劑pH值偏低。通過停工、開工節點分析和氯含量計算，結合化驗分析成績，確定造成溶劑系統氯含量偏高的主要原因，一方面是液相脫氯罐提前停用，重整單元來C6/C7中的氯帶入芳烴抽提；另一方面芳烴抽提開工引C6/C7使用化學清洗退水線，工藝處理洗下來的氯被反引回芳烴抽提。在此基礎上，提出改進意見，為下次處理提供依據和經驗。

化學清洗； 芳烴抽提； 氯含量； 溶劑

1 背景介紹

1.1 芳烴抽提工藝流程

大連石化公司100萬t·a-1芳烴抽提裝置采用以環丁砜為溶劑的液-液抽提回收芳烴工藝，該工藝是一種物理分離過程，其原理是利用芳烴和非芳烴（抽余油）在溶劑中溶解度不同，通過液液萃取的方法實現芳烴和非芳烴的分離[1]。催化重整來的C6組分經換熱后進入抽提塔中部，貧溶劑從上部進入抽提塔，經塔板的多段逆流抽提作用，使原料中的芳烴和少量輕質非芳烴溶于環丁砜溶劑中，形成富溶劑[2]，然后再將富溶劑進行蒸餾得到混合芳烴和貧溶劑，這樣就實現了芳烴和非芳烴的分離。在抽提過程中溶劑循環利用，如圖1所示。

圖1 芳烴抽提工藝流程

1.2 化學清洗流程

2020年100萬t·a-1芳烴抽提裝置停工檢修，采用濟南瑞東實業有限公司的化學清洗技術（水基全清洗）進行工藝處理，經處理后具備進人、動火條件，實現安全檢修。水基全清洗即以水作為溶劑載體的清洗技術。通過無機或有機溶劑的溶解、絡合、轉化及其他作用使垢物從設備表面脫離的技術。水基清洗劑是借助于表面活性劑的潤濕、滲透、乳化、分散、增溶等性質實現清洗的目的[3]。清洗劑溶解在水溶液中，將需清洗設備連接建立循環流程，升溫后通過循環熱的（100±10）℃清洗溶液對裝置的設備和管路去除油分來達到清洗目的。在清洗過程中，主要觀察載體的顏色、油含量等指標，當上述指標基本穩定時結束，一般循環24 h左右結束。清洗效果機理和清洗流程如圖2。

圖2 清洗效果機理

1.3 存在的問題

2020年7月2日20時芳烴抽提轉開路，7月3日裝置加樣分析貧溶劑，發現貧溶劑氯質量分數偏高（成績為9.62 mg·kg-1），pH值偏低（指標5.5～10），具體見表1。

圖3 芳烴抽提清洗流程示意圖

表1 貧溶劑氯含量和pH值

裝置采用臨時措施，向系統加注中和劑單乙醇胺，同時加大溶劑凈化處理量，貧溶劑氯質量分數逐漸降為6.52 mg·kg-1，pH值升為5.8，滿足防腐要求。

2 原因分析

芳烴抽提系統溶劑總量約360 t，停檢期間存于新鮮溶劑罐T-2571和濕溶劑罐T-2572，利用在線溶劑凈化技術，對罐內溶劑循環處理，處理后溶劑氯質量分數0.95 mg·kg-1、溶劑pH值7.9，均滿足技術協議要求。芳烴抽提單元轉開路后，溶劑氯質量分數9.62 mg·kg-1，由此計算系統增加的氯總量約3.1 kg。氯含量增加的原因分析如下：

2.1 液相脫氯罐提前停用

為了加強重整催化劑的酸性功能，增強催化烷烴環化反應的能力，需要向催化劑再生系統注氯[4]，保持再生催化劑氯含量在1.2%（質量分數）左右，同時維持再生劑和待生劑的氯差≯0.2%（質量分數），損失的氯主要以氯化氫和有機氯的形式存在于氣相（主要是氫氣）和液相（反應生成油）中[5]，裝置通過氫氣脫氯罐和液相脫氯罐將氯脫除，防止氯帶入下游裝置或單元，具體流程如圖4。

圖4 脫氯罐流程

裝置計劃利用停工檢修，更換液相脫氯劑，換劑前需對液相脫氯罐進行熱氫帶油處理，熱氫來自重整氫增壓機出口，因此重整單元停工前需提前停用液相脫氯罐（脫氯罐5月4日停用，5月7日重整裝置停工）。

芳烴抽提開工需引C6/C7進行閉路循環，因此5月5日芳烴抽提停工后，重整單元來C6/C7經非芳外送線送至儲運車間備料（此時液相脫氯罐已停用）。芳烴抽提開工引C6/C7約310 t，4月液相脫氯前氯含量見表2。

表2 液相脫氯前氯含量

如表2所示，脫氯前氯質量分數均值3.89 mg·kg-1，按此計算，310 t的C6/C7中氯含量約1.21 kg。

2.2 水洗水反引回系統

芳烴抽提單元采用化學清洗進行工藝處理，清洗后采用新鮮水置換化學清洗藥劑，置換后的水（即水洗水）經非芳外送線送至儲運車間。芳烴抽提單元水洗水氨氮質量分數為41.9 mg·L-1，按照氯化銨估算氯質量分數約為87.5 mg·L-1。非芳外送線管徑為DN150，長度約3 000 m，管線內存水約53 t。

芳烴抽提開工反引C6/C7同樣使用非芳外送線，因此管線內存水被反引至C6/C7罐（T-2573），裝置對T-2573切水近2 h，即使如此，依然有大量水被帶入系統，以10 t估算，帶入系統的氯含量約0.87 kg。

2.3 系統富集氯化銨鹽

正常生產時，抽提原料C6/C7中氯質量分數約為0.2 mg·kg-1。在裝置溶劑凈化單元停工更換樹脂或樹脂再生時，裝置相系統加注單乙醇胺，以保證溶劑pH值滿足防腐要求，經長期積累，溶劑系統內存在少量氯化銨鹽。雖然停工過程中已對系統進行化學清洗，但空冷管束中依然殘存少量清洗水和氯。其中，貧溶劑空冷器E-2502共3臺，抽提蒸餾塔頂空冷器E-2503共8臺，溶劑回收塔頂空冷器E-2505共12臺，具體位置如圖5。

圖5 溶劑系統空冷位置

3 結 論

綜上所述，為處理液相脫氯罐，在重整單元停工前將液相脫氯罐停用，造成重整單元為芳烴抽提開工備料的310 t C6/C7中含氯約1.21 kg；帶入系統的10 t水洗水中，氯含量約0.87 kg，合計2.08 kg；加上空冷管束殘存的氯，與溶劑系統增加的總氯3.1 kg，基本吻合。因此，可以確定造成溶劑系統氯含量偏高的主要原因，一方面是液相脫氯罐提前停用，重整單元來C6/C7中的氯帶入芳烴抽提；另一方面芳烴抽提開工引C6/C7使用化學清洗退水線，工藝處理洗下來的氯被反引回芳烴抽提。

4 意 見

1）停工前，完成液相脫氯罐換劑，停工過程中液相脫氯罐不進行工藝處理，而采用盲板隔離。

2）提前與上級部門溝通，將水洗水退水流程和反引C6/C7流程分開，防止水洗水帶回系統。

3）抽提原料罐T-2573向系統進料前，增加靜置時間，加強切水，盡量減少水帶入系統。

4）操作變動前后加大溶劑氯含量分析，發現氯含量偏高，及時調整。

5）及時更換液相脫氯劑，降低C6/C7中氯含量。

6）做好溶劑系統氣密工作，避免溶劑老化分解，以此提高樹脂使用壽命，降低樹脂再生或更換頻次，進而減少單乙醇胺的加注量。

［1］戴厚良. 芳烴技術[M]. 北京：中國石化出版社，2014.

［2］孟凡寧, 崔巖, 林春光, 等. 環丁砜液-液抽提工藝中水循環系統的分析[J]. 遼寧化工, 2016, 45 (1): 54-55.

［3］邊輝. 水基清洗技術在彩管蔭罩黑化前清洗中的應用[J]. 洗凈技術, 2003, 8: 50-54.

［4］徐承恩. 催化重整工藝與工程[M]. 北京：中國石化出版社，2006.

［5］蘭創宏, 孫乾義, 張勇. 重整生成油液相脫氯技術的設計與應用[J].石油化工設備, 2013, 1: 72-74.

Cause analysis of High Chlorine Mass Fraction in Aromatic Extraction Solvent System

,

（PetroChina Dalian Petrochemical Company, Dalian Liaoning 116033, China）

After the start-up of aromatics extraction unit in 2020, the chlorine mass fraction of solvent system was high and the pH value of solvent was low. In this paper, through shutdown node, start-up node analysis and chlorine mass fraction calculation,combined with laboratory analysis results, the main reasons for the high chlorine mass fraction of solvent system were determined.On the one hand, the liquid phase dechlorination drumwas stopped in advance, chlorine in C6/C7from reforming unit was brought into aromatics extraction; On the other hand, at the start of aromatics extraction, C6/C7used chemical cleaning water return line, and the washed chlorine treated by the process was reversed to aromatic extraction. On this basis, some improvement suggestions for next treatment were put forward.

Chemical cleaning; Aromatics extraction; Chlorine mass fraction; Solvent

2021-07-31

何明川（1972-），男，高級工程師，遼寧省大連市人，1996年畢業于撫順石油學院煉油工藝專業，主要從事公司生產運行管理。E-mail: hemc_dl@petrochina.com.cn。

TE624.4+2

A

1004-0935（2021）11-1722-03