精馏干货10 || 萃取精馏 萃取精馏( 二 )


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萃取剂的选择
萃取精馏的添加剂(又称萃取剂)的选择原则是:①选择性高,即加入少量添加剂就可大幅度增加组分间的相对挥发度;②挥发度小,即具有比料液组分高得多的沸点;③与原料液有足够的互溶度,在塔板上不出现液体分相现象;④来源充足,价格便宜,水和某些极性有机化合物是最常用的添加剂 。
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适用范围


萃取精馏主要用于那些加入添加剂后,因相对挥发度增大所节省的费用,足以补偿添加剂本身及其回收操作所需费用的场合 。萃取精馏最初用于丁烷与丁烯以及丁烯与丁二烯等混合物的分离 。目前,萃取精馏比恒沸精馏更广泛地用于醛、酮、有机酸及其他烃类氧化物等的分离 。
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萃取精馏与恒沸精馏相比较
①萃取剂比挟带剂易于选择 。
②萃取剂在精馏过程中基本上不汽化,萃取精馏的耗能量较恒沸精馏少 。
③萃取精馏过程中,萃取剂加入量的变动范围较大,在恒沸精馏中适宜的挟带剂量多为一定 。所以萃取精馏操作较灵活,易控制 。
④萃取精馏不宜采用间歇操作,而恒沸精馏可以采用间歇操作方式 。
⑤恒沸精馏操作温度较萃取精馏低,所以恒沸精馏适用于分离热敏性溶液 。
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萃取精馏在实际中的应用
化学及石油化工等领域中,萃取精馏主要用于两个方面:一是沸点相近的烃的分离,如最典型的丁烯与丁二烯的分离,两者沸点相差只有2℃,相对挥发度为1.03;二是共沸物的分离,如甲醇-丙酮、乙醇-乙酸乙酯以及乙醇和醋酸等有机物水溶液 。
萃取精馏的优点是增加了被分离组分之间的相对挥发度,使难分离物系的分离能够进行;缺点是加入的萃取剂量较大,增大了分离过程的能耗 。因此,对萃取精馏进行改进,对强化分离过程具有重要意义 。
①芳烃分离过程
在芳烃回收方面,液液萃取技术已经有很长的使用历史,液液萃取技术基于组分的极性,来影响组分间的分离,而对于沸点的影响较小 。因为受到溶剂选择的限制,对于较宽沸点混合料的分离,采用萃取精馏很难实现,早先它只能对窄沸点物料使用,如采用N-甲基吡咯烷酮或N-甲酰吗啉作为溶剂进行的C6和C7物料的分离过程 。
然而,随着萃取精馏技术的发展,采用混合溶剂进行的萃取精馏解决了以上问题 。美国GTC技术公司的GT-BTX技术具体体现了现代萃取精馏技术在混合芳烃(苯、甲苯、二甲苯)分离过程中的应用 。
与传统混合芳烃分离过程相比,GT-BTX工艺具有投资成本低、所需设备单元数少、溶剂性能优异、产品被污染的风险小、产品回收率高、纯度高,同时能量消耗低、操作弹性大 。经过工业化(120万t/a)技术经济指标的考核,苯和甲苯的纯度分别达到99.995%和99.99% 。总芳烃回收率高于99.19%,溶剂中抽余液和萃取液的质量分数小于10-6,每千克进料的能量消耗为798kJ 。
②催化裂化汽油的脱硫
催化裂化(FCC)汽油中所含的硫化物中50%~60%(质量分数)是噻吩及其烷基衍生物,其余为硫醇及其他硫化物 。在催化裂化条件下噻吩化合物稳定性较强,国外公司普遍采用加氢脱硫方法,为了进一步降低汽油中的硫含量,目前采取的措施是提高加氢处理能力 。加氢有利于进行燃料中脱硫处理,但是它存在运行费用高、深度加氢将降低汽油辛烷值等缺点 。
根据油品所含硫化物的特点,目前普遍采用催化氧化、络合法网、催化吸附、生物法、溶剂萃取和碱洗法等进行油品中硫化物脱除 。在这些方法中,萃取精馏技术具有其自身优势,在处理FCC汽油时,该工艺技术采用一种可以改变进料中非芳烃组分(含烯烃)和噻吩化合物相对挥发度的溶剂,在萃取噻吩化合物的同时,也萃取其他芳烃硫化物(由于这些化合物的强极性),而不含烯烃的组分进入加氢系统进行处理 。采用萃取精馏和碱洗法,具有无辛烷值损失、加氢负荷低、可处理较宽范围硫含量的裂解料、操作弹性大的特点 。

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