针焦原料超临界流体萃取设计数据两段.doc

针焦原料超临界萃取分离装置设计说明 中国石油大学（北京）重质油国家重点实验室 一、流程简介 简化流程图如图1和图2所示，原料从原料罐经过滤后用高压原料泵送入静态混合器，在静态混合器中与主溶剂混合，混合后进入塔101分离出轻重相，重相为原料沥青与溶剂的混合物，重相经副溶剂逆流萃取后进一步萃取其中的油分，然后从塔底排出，进入沥青加热炉加热到给定温度，然后进入汽提塔203，闪蒸汽提后将其中的溶剂回收，轻相为油与溶剂的混合物，从塔顶排出，经换热器101换热后升高温度，经加热后进入超临界回收塔102，塔102底富烷烃油相进入塔201闪蒸汽提其中的溶剂，塔102顶溶剂进入换热器101作为加热介质，从101排出后与来自溶剂罐的低温溶剂混合后进入高压空冷降温，满足溶剂的温度压力要求，从汽提塔顶排出的低压溶剂经换热和低压空冷后，进入脱水罐，脱除汽提水，低压溶剂冷凝后返回溶剂罐，溶剂罐中的溶剂经增压泵增压后与来自换101的溶剂混合。 流程的特点是，以异丁烷或以异丁烷为主的混合C4馏分作萃取溶剂，塔101和塔103的塔底产物相对较少，主要产物为塔102底分离的富芳烃油, 循环溶剂的约85%是通过超临界回收塔回收，主要工艺条件及收率如表1. 表1 主要条件及收率 塔101温度，℃ 90 塔102温度，℃ 200 压力，MPa 4.8 压力，MPa 4.7 主剂油比,wt/wt 3.5 塔顶溶剂含油量，wt% 1 富溶剂比,wt/wt 0.5 塔底油收率，wt% 70 塔顶油收率，wt% 70 塔底沥青收率，wt% 30 该工艺的工程装备难点是高压（增压）溶剂泵的密封问题，保证长周期正常稳定运行是关键，塔101底部由于物料量少，要维持一定的停留时间就要设计萃取塔底部缩径，过程节能的关键是塔102的温度在高于175℃的情况下越低越好，可降低高压空冷的热损失和电耗，另一点就是汽提蒸汽和溶剂的热量利用，可使通过低温空冷的热量损失降低，达到节能降耗目的。  图1 原料超临界流体萃取分离简化流程图-1 二、原料原料性质及溶剂组成 1. 典型原料性质组成及馏程 表2 原料性质组成及馏程 Mn 密度/g·cm-1 残炭/wt% 灰分 /wt% 运动粘度 /mm2·s-1 元素分析 /wt% GPC法 20℃ 50℃ 100℃ C H N S 344 1.0432 12.94 0.12 907 30 88.4 8.8 0.29 2.5 饱和分 芳香分 胶质 沥青质 芳碳率 31.29 53.97 12.22 2.52 0.52 金属分析/ppm Fe Cu V Na K Ca Mg Al Pb Ni 6.9 0.1 1.6 4.4 1.8 4.4 0.5 48 0.1 1.4 馏程，℃ 高温气相色谱模拟蒸馏 wt/% 　 IBP 232.6 10 371.2 20 397.4 30 419 40 438 50 457.6 60 479.2 70 503.8 80 535.4 90 585.6 FBP 733.4 2. 溶剂组成 本设计以异丁烷为溶剂，其主要性质如下： 异丁烷纯度98%(v) 三、工艺条件 1. 装置处理量 150000t/a, 按8000小时开工时间计算，处理量18.75t/h 2. 原料罐：温度 100℃ 压力：0.1MPa（常压） 3. 过滤器 101,102 表3 每台过滤器条件 原料，t/h 18.75 温度，℃ 100 压力， Mpa 0.1 流量,m3/h 18.0 过滤要求，直径大于100μ固体杂质 0.01wt% 4. 高压原料泵 表4高压原料泵条件 类型 介质 原料 温度℃ 100 黏度（100℃），mm2/s 30 入口压力MPa 0.1（常压） 出口压力MPa 5.0 流量，t/h 18.75 流量,m3/h 18.0 5. 静态混合器 表5 每组静态混合器条件 入口 出口 静介质1 原料 质量流量，t/h 18.75 18.75 温度，℃ 100 92 入口压力， Mpa 5.0 4.8 体积流量,m3/h 18.0 18.0 介质2 异丁烷 温度，℃ 90 92 入口压力， MPa 5.0 4.8 溶剂，t/h 63.75 63.75 溶剂密度kg/m3 470 469 溶剂体积流量,m3/h 135.6 135.6 总体积流量m3/h 177.9 177.9 6. 塔101 塔101结构简图 表6 塔101 工艺条件 进料 顶部出料 底部出料 中部进料 油质量流量t/h 13.