甲苯萃取技术在乙烯装置的应用研究

刘强

摘要： 在蒸汽热裂解制乙烯装置中，降低工艺水中烃类含量是工艺水品质控制的关键。本文研究了用甲苯萃取的方法脱除工艺水中烃类组分的工艺技术。通过对甲苯萃取工艺原理及实际应用情况的分析，论证了工艺水甲苯萃取技术应用的可行性。

关键词: 工艺水 裂解 甲苯萃取

乙烯装置是石化工业中的重要组成部分，用于生产乙烯这一基础化工原料。在轻烃、石脑油蒸汽热裂解乙烯工艺中，工艺水作为裂解炉稀释蒸汽的来源，在系统内循环过程中会携带多种有机物和无机物，其中的苯乙烯、茚类活性烯烃类是形成结焦聚合物的单体。；尤其是苯乙烯聚合由自身引发而不需要诱导剂， 在 120 ℃下就可打开其双键生成自由基， 从而引发大量的单体进行聚合反应，在稀释蒸汽发生器内发生聚合结垢，造成装置运行效率下降，换热器腐蚀泄露等问题。本文将介绍乙烯装置工艺水甲苯萃取装置的工作原理、工艺流程、操作要点以及设备特点。

一、工作原理

乙烯装置工艺水甲苯萃取装置的工作原理基于萃取剂（甲苯）与工艺水中的有机物之间的溶解度差异。甲苯与水不互溶，但能够溶解工艺水中的中苯乙烯、茚及 C9 以上重烃组分。当工艺水与甲苯在萃取罐中充分接触时，有机物从水中转移至甲苯相中，从而实现有机物的分离。

二、工艺流程

1、萃取操作与相分离：将来自急冷水塔的工艺水与新鲜甲苯在喷射器混合后一起送入甲苯萃取罐，通过罐内沉降分离的作用，使两者充分接触并发生萃取反应。含有烃的甲苯在甲苯萃取罐顶部收集，一部分含有烃类的循环甲苯通过喷射泵，经过工艺水的驱动，与新鲜甲苯经过混合器混合后， 进入甲苯萃取罐进一步参与萃取分离，另一部分含有烃类的循环甲苯返回油水分离罐混合室。 罐底部被萃取过的工艺水经过工艺水聚结器后去工艺水汽提塔。

2、工艺水处理：对来自与甲苯萃取罐底部的工艺水进行过滤、聚结处理，进一步去除其中的固体颗粒、悬浮物等杂质。

图 1   某100 万 t/a 乙烯裂解装置工艺水系统流程示意

三、操作要点

1、萃取条件控制

（1）在正常生产运行时，工艺水流量需要维持相对稳定, 过工艺水流量偏低会导致真空喷射泵不上量；而工艺水流量偏高会导致甲苯配比浓度下降，降低萃取效率。 故正常操作时，甲苯和进口工艺水质量流量比例需维持在 1∶（8～12）。

2、萃取剂选择

工艺水汽提塔正常操作温度在110℃左右，甲苯沸点为110.6℃，不同的乙烯装置可能因工况、工艺路线等原因，无法采用新鲜甲苯作为萃取剂，所以对于萃取剂的选择，应考虑其能够在后续的工艺水汽提塔中被汽提出去，以确保其对工艺水的萃取效果。

四、甲苯萃取应用效果

以某100 万 t/a 乙烯裂解装置为例，甲苯萃取装置投用后，通过监控工艺水入口及出口苯乙烯质量浓度变化，能够明确反应甲苯萃取装置运行效果

采样时间	工艺水中苯乙烯质量浓度
	甲苯萃取罐进口	甲苯萃取罐出口
2020-09-14	192.25	13.36
2020-09-15	259.61	19.31
2020-09-16	289.84	8.67
2020-09-17	284.78	21.35
2020-09-18	310.27	17.29
2020-09-18	345.69	22.24

五、结论

1、甲苯萃取装置投用后，对乙烯装置工艺水中烃类尤其以苯乙烯去除效果明显。

2、根据装置自身工艺路线设计，甲苯可以从装置内芳烃单元引入，完成萃取后返回急冷水塔进入裂解汽油组分回收，省去了萃取剂回收操作，因此，工艺水甲苯萃取具有运行成本低、脱烃彻底等优点。

总之，乙烯装置工艺水甲苯萃取装置是一种高效、环保的工艺水净化分离设备。通过合理的设计和操作，可以实现工艺水中有机物的有效去除与烃类回收，为乙烯装置的高效、稳定运行提供有力保障。

参考文献

[1]郭力实,卜亚魁,张国栋，黄超,马国民《工艺水甲苯萃取技术在乙烯裂解装置的应用

》中国石油独山子石化公司 乙烯一部 石化技术与应用Vol.41 No.3 May 2023

[2]胡小平，王 锋，汤佳香 《工艺水甲苯萃取脱烃技术研究》 中国石油化工股份有限公司广州分公司 乙烯工业2017，29( 4) 10 ～ 14