芳烴抽提論文 芳烴抽提原理.doc

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1、芳烴抽提原理1、前言芳烴抽提裝置是煉油通向化工的一座橋梁。它能提高高純度的B、T、X等基本有機(jī)化工原料。芳烴抽提工藝原理是將芳烴和非芳烴通過溶劑進(jìn)行萃取分離。主要分為有Udex法（甘醇類溶劑）、Sulfolane法（環(huán)丁砜溶劑）、Arosolvan法（N-甲基吡咯烷酮溶劑）、DMSO法（二甲基亞砜溶劑）、Formex法（N-甲酰嗎啉溶劑）。我國老裝置都用Udex法，新建裝置大多用Sulfolane法。近年來，隨著單芳烴組分（主要是純苯）需要的增加，一種抽提蒸餾工藝發(fā)展較快，其中RIPP專利工藝已經(jīng)在國內(nèi)多家煉廠工業(yè)化生產(chǎn)。本次我公司芳烴抽提

2、單元規(guī)模為35萬噸/年（按進(jìn)料計(jì)加工能力），工藝采用與老連續(xù)重整裝置一致的Sulfolane法（環(huán)丁砜溶劑）抽提工藝，技術(shù)成熟，操作經(jīng)驗(yàn)豐富。產(chǎn)品要求：序號(hào)項(xiàng)目數(shù)值1苯收率，％99.92甲苯收率，％99.53苯產(chǎn)品質(zhì)量GB3405-89優(yōu)級(jí)品4甲苯產(chǎn)品質(zhì)量GB3406-90優(yōu)級(jí)品芳烴抽提單元主要進(jìn)出物料：序號(hào)進(jìn)料出料1重整C5～C7自二甲苯單元來混芳（苯、甲苯）2異構(gòu)化輕烴非芳烴3吸附分離來甲苯*C5餾分*吸附分離來甲苯，進(jìn)混芳罐與抽提產(chǎn)混芳一起去歧化單元。芳烴抽提單元流程簡(jiǎn)圖：第一節(jié)芳烴抽提原理抽提又稱液液萃取，就是利用液體混合物各組分在

3、某溶劑中溶解度的差異而實(shí)現(xiàn)分離的一種方法。芳烴抽提就是用液液萃取的方法從烴類物中分離出芳烴的一種過程。抽提和蒸餾、吸附等操作一樣,都屬于物理分離方法.抽提原料是個(gè)混合物，在加入環(huán)丁砜后，油中的芳烴溶解到溶劑中，從而形成組成不同、密度不同的兩個(gè)液相，即油相和溶劑相。油相中含有少量芳烴且密度較小，溶劑相含有大量芳烴且密度大，經(jīng)過篩板塔連續(xù)多次逆流接觸抽提，就可以得到高純度的芳烴。影響抽提過程的主要因素抽提過程的影響因素很多，概括為三要素：抽提原料油、溶劑和采用的手段（設(shè)備、操作條件等）。在溶劑和設(shè)備結(jié)構(gòu)選定后，操作條件就起著重要的作用。下面結(jié)合

4、芳烴抽提過程，分別討論上述三要素對(duì)抽提過程的影響。1溶劑性質(zhì)的影響1.1溶劑的分配系數(shù)kc在萃取過程中，常常采用分配系數(shù)以表示平衡的兩共存相中溶質(zhì)濃度之間的關(guān)系，分配系數(shù)kc的定義為：kc=CE/CR式中：CE——平衡時(shí)溶質(zhì)在萃取相（E）中的濃度；CR——平衡時(shí)溶質(zhì)在萃余相（R）中的濃度。從上式可以清楚地看出分配系數(shù)KC大，有利于萃取，因此我們應(yīng)該選取分配系數(shù)大的溶劑萃取劑。1.2.溶劑的溶解能力溶解能力是指溶質(zhì)與溶劑間的親和力。目前在工業(yè)上廣泛采用溶解度參數(shù)來表示溶劑的溶解能力。液體分子與分子之間存在著范德華力，就依靠這種力而凝聚為液體，

5、此力亦叫內(nèi)聚力。對(duì)于一克分子液體而言，克分子內(nèi)聚能ΔE=H-RT式中：ΔH——克分子汽化熱（卡/克分子）；ΔE——克分子內(nèi)聚能（卡/克分子）；RT——汽化時(shí)蒸汽體積膨脹所作為的功。單位體積的液體具有的內(nèi)聚能叫做內(nèi)聚能密度，則內(nèi)聚能密度=ΔE√ΔV=（H-RT）D/M溶解度參數(shù)δ=√ΔE/ΔV=√（H-RT）d/M式中：V克分子體積（ml/克分子）R——通用氣體常數(shù)=1.987（卡/K*克分子）T——絕對(duì)溫度（M——克分子量（g）D——密度（g/ml）由于兩種物質(zhì)的溶解過程是異分子間相互吸引的表現(xiàn)，而溶解度參數(shù)是物質(zhì)內(nèi)聚能密度（即分子間力）的

6、量度，故用溶解度參數(shù)判斷相互溶解的情況，當(dāng)溶質(zhì)與溶劑的溶解度參數(shù)δ值相近時(shí)，表示異分子間與同分子間力接近，溶劑對(duì)此溶質(zhì)的溶解能力就強(qiáng)。在芳烴抽提工藝中，往往用芳烴在溶劑中的活度的倒數(shù)來表示溶劑的溶解能力。所謂活度系數(shù)是指溶液與理想溶液發(fā)生偏差的一個(gè)量度?；疃认禂?shù)r是溶液的實(shí)際濃度C除有效濃度a（即活度）所得之商，即r=a/C。當(dāng)溶質(zhì)與溶劑形成理想溶液時(shí)，活度系數(shù)r=1；當(dāng)與理想溶液正偏差，活度系數(shù)》1；如果與理想溶液發(fā)生偏差，活度系數(shù)r《1。能形成部分互溶的體系都是理想溶液成正偏差的體系。正偏差越大，活度系數(shù)的倒數(shù)越小，即溶解能力越小。芳烴

7、抽提工藝中一般采用1/r甲苯來表示溶劑的溶解能力。另外，工業(yè)中還常用到烴負(fù)荷的概念。溶劑的烴負(fù)荷表明實(shí)際在于溶劑/烴混合物中的總烴量的分?jǐn)?shù)。它與溶解度不同之處是在于溶解度僅僅為一種純甲苯相和溶劑平衡時(shí)假設(shè)的。Q+BW烴負(fù)荷：HCL=2ZHC=S+Q+BW式中：BW——反洗劑量Q——抽提物料S——溶劑量1.3溶劑的選擇性從上述得知，評(píng)定一種萃取劑性能優(yōu)劣單用分配系數(shù)是不夠全面的，它與萃取劑的選擇性溶解能力即選擇性系數(shù)β（其性質(zhì)類似于蒸餾中的相對(duì)揮發(fā)度）具有重要關(guān)系。其定義為：β=（YAE/YBE）/XAR/XBR=KA/KB式中：YAE/YB

8、E——萃取相（E）中溶質(zhì)（A）和原溶劑（B）的濃度之比；XAR/XBR——萃余相（R）中溶質(zhì)（A）和原溶劑（B）的溶度之比；KA——溶質(zhì)（A）的分配系數(shù)；KB——原溶劑（B）的分