温度对洗油酚油馏份脱酚分离效果的影响

1、温度对洗油酚油馏份脱酚分离效果的影响摘要：介绍了洗油酚油馏份脱酚分离的工艺，通过测定不同温度下的密度差，找到了适宜脱酚分离的温度范围。此外，本文还得出了酚钠密度和温度的线性关系。关键词：洗油馏份 酚油馏份 脱酚分离 密度差 温度1 引言焦油蒸馏工序切割的洗油、酚油馏份送洗涤工序。萘工段洗油年处理量约8000吨，洗油馏份经过碱洗脱酚，成为已洗洗油送管式炉油库产品槽，所得的酚钠盐送酚工段处理。酚工段将酚油馏份和碱性酚钠混合反应，获得脱酚油和中性酚钠，脱酚油经检验合格后送装卸二区，中性酚钠经蒸吹、分解、脱水最后送酚蒸馏工序。酚为弱酸性有机物，能与碱溶液生成酚钠盐，这种盐不溶于油，而溶于水，再由于油和

2、酚钠盐溶液之间的密度差，从而达到从洗油、酚油中提取酚的目的。洗涤工序的分离器采用的是重力沉降分离的方法，就是靠密度差实现两种互不相溶液体的分离，密度小的从分离器上部排出，密度大的从下部排出。因此，密度差的大小是分离效果好坏的关键。密度受多个因素的影响，主要是组成和温度。因此，讨论温度和组成情况对密度差的影响，对控制好洗涤工序分离器分离效果有一定的指导意义。2 生产工艺及现状2.1 萘工段洗油洗涤工艺管式炉送来的洗油和碱性酚钠盐先在泵前混合，经一组脱酚反应泵，再经管道反应器进入分离器的中部，两者在分离器中分层，洗过一次的洗油流到洗油中间槽，从分离器底部排出酚钠盐。中间槽的洗油和新鲜碱液在二组脱酚

3、反应泵前混合，经二组泵到反应器再到分离器中部，分离器上部满流出已洗洗油，从分离器底部排出的碱性酚钠盐中的游离碱作为一组洗涤的碱液。工艺流程见图1。取样点取样点新碱中性酚钠已洗洗油未洗洗油槽反应器泵中间槽反应器泵一组分离器二组分离器图1 洗油洗涤工艺流程图2.2 酚工段酚油洗涤工艺管式炉送来的酚油与碱性酚钠在泵前混合，在经一组泵、一组管道反应器反应后进入一组分离器分离。上层一次脱酚油流入一次脱酚油槽，下层中性酚钠流入中性酚钠槽。一次脱酚油与碱性酚钠（游离碱不够加浓度为1012%新碱）在二组泵前混合，经二组泵和反应器反应后进入二组分离器分离，上层脱酚油未合格时流入一次脱酚油槽，合格后则流入二次脱酚

4、油槽，下层碱性酚钠流入碱性酚钠大槽供一组洗涤用。工艺流程见图2。取样点新碱二次脱酚油中性酚钠酚油槽反应器泵一次脱酚油槽反应器泵一组分离器二组分离器碱性酚钠槽图2 酚油洗涤工艺流程图3 实验部分3.1 实验原理未洗洗油经碱洗后得到已洗洗油和酚钠盐，酚钠盐溶于水而不溶于洗油，且密度比洗油大，沉降在分离器下部。以洗油分离器为研究对象，通过取样测定不同温度下，不同游离碱含量下已洗洗油和酚钠盐的密度差，找到使得两者最易沉降分离时的温度和游离碱含量。 酚工段洗涤一组分离器主要负责生产基本无游离碱的中性酚钠，二组分离器主要将二次脱酚油含酚控制在0.7，一组分离器分离效果的好坏直接影响到后续工序的进行。因此选

5、择酚油一组分离器为研究对象进行实验。酚油和碱性酚钠反应得到一组脱酚油和酚钠盐，酚钠盐溶于水而不溶于酚，且密度比酚大，沉降在酚油一组分离器的下部。通过取样测定不同温度下，不同含酚量下一组脱酚油和酚钠盐的密度差，找到使得两者最易沉降分离时的温度。3.2 仪器和实验装置（1）仪器SYP1026-I石油产品密度实验器密度计：一套 规格有0.8900.950 0.9501.010 1.0101.070 1.0701.130 1.1301.190温度计：0100两支取样瓶：500ml若干、镊子、烧杯（2）实验装置1、电源开关 2、搅拌开关 3、控温仪 4、调节螺钉 5、面板 6、电器箱 7、橡胶垫 8、园

6、玻璃 9、内缸 10、试样筒 11、外缸 12、外缸盖 13、胶木盖 14、温度计 15、搅拌器 16、传感器 17、夹持器 18、进出水图3 实验装置图3.3 实验步骤3.3.1 洗油实验步骤取已洗洗油和酚钠试样各300ml置于试样筒中，将温度计插入试样筒中，选取合适的密度计放入试样筒中，对水浴进行升温，分别设定水浴温度为40、45、5095，待到试样筒内的温度计达到相应温度时，记下密度计的读数，计算已洗洗油和酚钠的密度差。3.3.2 酚油实验步骤（1）试样的准备用烧杯在酚油一组反应器内取混合试样，倒入分液漏斗中，静置15min，等试样完全分层后，分别取下层中性酚钠和上层一次脱酚油置于广口瓶

7、中。（2）试验步骤取一次脱酚油和中性酚钠试样各300ml置于试样筒中，将温度计插入试样筒中，选取合适的密度计放入试样筒中，对水浴进行升温，分别设定水浴温度为30、35、4085，待到试样筒内的温度计达到相应温度时，记下密度计的读数，计算一次脱酚油和中性酚钠的密度差。4 结果与讨论4.1 对洗油分离器的讨论4.1.1 温度对酚钠和洗油密度差的影响在不同的酚钠游离碱含量下，考察温度对酚钠和洗油密度差的影响。实验数据见表1。温度与酚钠和洗油密度差的关系曲线见图4。表1 不同游离碱和不同温度下酚钠和洗油的密度差(单位：g/cm3) 游离碱/温度/4.58（12.25）5.82（12.26）7.31（4

8、.10）8.01（4.11）9.65（4.10）400.1200.1210.1290.1260.129450.1210.1210.1300.1270.129500.1220.1220.1320.1270.130550.1230.1240.1330.1280.131600.1240.1250.1340.1290.132650.1250.1270.1350.1300.134700.1260.1280.1350.1310.135750.1270.1290.1360.1330.135800.1270.1300.1380.1340.136850.1280.1310.1410.1350.138900.12

9、80.1310.1420.1370.139950.1280.1320.1440.1380.141注：括号中代表取样日期。图4 温度与酚钠和洗油密度差的关系曲线由图4可知：在不同的酚钠游离碱含量下，温度升高，酚钠与已洗洗油的密度差增大。温度低于80时，酚钠与洗油的密度差较小，在0.1200.138g/cm3之间。温度高于80时，酚钠与洗油的密度差在0.1280.144之间，较80之前有一定的提高。故提高洗油分离器温度，对改善分离器分离效果有较好的作用。实验过程中发现，在高温区（90）试样筒内的酚钠盐所含的水份大量蒸发。说明洗油分离器温度不能控制的太高,否则分离器下部的酚钠中含有的水份大量汽化沸腾

10、，容易把酚钠带到分离器上部，使酚钠和洗油不易分离。由于试样筒内的酚钠在高温区（90）水份蒸发量较大，而洗油水份蒸发量很少，故实验数据中，酚钠与洗油的密度差在高温区（90）偏大。4.1.2 温度与酚钠密度的关系在不同的酚钠游离碱含量下，考察温度对酚钠密度的影响，实验数据见表2。选游离碱含量为4.58和7.31，作温度与酚钠密度的关系曲线见图5。表2 不同游离碱和不同温度下酚钠的密度 (单位：g/cm3) 游离碱/温度/4.58（12.25）5.82（12.26）7.31（4.10）8.01（4.11）9.65（4.10）401.1411.1401.1481.1461.147451.1391.13

11、71.1451.1431.144501.1361.1341.1431.1401.141551.1331.1321.1401.1371.138601.1311.1301.1371.1341.135651.1281.1281.1341.1311.133701.1251.1251.1311.1281.130751.1211.1221.1281.1261.127801.1181.1181.1261.1231.124851.1151.1151.1251.1211.122901.1111.1121.1231.1191.120951.1081.1101.1211.1171.118注：括号中代表取样日期。图5

12、 温度与酚钠密度的关系曲线由图5可知：酚钠密度随温度的升高而呈线性降低，其表达式可表示为：kt+A(k、A为常数)，游离碱含量为4.58时的表达式为：= 0.0006t + 1.1666, R2 = 0.9957。说明在一定的温度范围内，酚钠密度随温度升高而降低的速率为一常数。4.1.3 游离碱对酚钠和洗油密度差的影响按照经验，酚钠中游离碱含量的大小会影响酚钠的密度，但是分析表2并未发现游离碱含量大小与酚钠密度的线性关系，分析图4也未发现游离碱含量大小与密度差的线性关系，原因是酚钠的密度也受其它因素的影响，比如：原料组成、分析误差等。4.2 对酚油分离器的讨论4.2.1 温度对酚钠和脱酚油密度

13、差的影响在不同的酚钠含酚量下，考察温度对酚钠和脱酚油密度差的影响。实验数据见表3。温度与酚钠和脱酚油密度差的关系曲线见图6。表3 不同含酚量和不同温度下酚钠和脱酚油的密度差(单位：g/cm3) 含酚量/温度/24（3.31）26（4.3）27（3.31）28（4.6）30（4.4）34（5.11）300.1620.1400.1590.1740.1700.171350.1640.1420.1620.1750.1720.172400.1660.1430.1640.1760.1730.173450.1660.1440.1660.1770.1740.174500.1670.1460.1670.1780

14、.1760.176550.1680.1470.1680.1790.1770.177600.1690.1480.1690.1800.1780.179650.1700.1490.1700.1810.1790.181700.1710.1500.1720.1830.1800.182750.1720.1510.1720.1850.1800.182800.1720.1500.1730.1850.1810.183850.1730.1500.1730.1860.1830.184注：括号中代表取样日期。图6 温度与酚钠和脱酚油密度差的关系曲线由图6可知：在不同的酚钠含酚量下，温度升高，酚钠与脱酚油的密度差增大。

15、因此提高酚油分离器温度，可以增大酚钠和脱酚油的密度差，改善分离器分离效果。比较图6和图4不难看出，相同温度下，酚钠和脱酚油的密度差比酚钠和洗油的密度差大。温度较低时（5070），酚油中性酚钠与脱酚油的密度差在0.1460.183g/cm3之间。说明酚钠和脱酚油在温度较低时（5070）就可以较好的分层。实验过程中发现，在高温区（85）试样筒内的酚钠盐所含的水份大量蒸发。说明酚油分离器温度不能控制的太高,否则分离器下部的酚钠中含有的水份大量汽化沸腾，容易把酚钠带到分离器上部，使酚钠和脱酚油不易分离。由于试样筒内的酚钠在高温区（85）水份蒸发量较大，而脱酚油水份蒸发量很少，故实验数据中，酚钠与洗油的

16、密度差在高温区（85）偏大。4.2.2 温度与酚油中性酚钠密度的关系在不同的酚钠含酚量下，考察温度对酚钠密度的影响，实验数据见表4。选含酚量为26和30，作温度与酚钠密度的关系曲线见图7。表4 不同含酚量和不同温度下酚油中性酚钠密度(单位：g/cm3) 含酚量/温度/24（3.31）26（4.3）27（3.31）28（4.6）30（4.4）34（5.11）301.1111.0991.1081.1141.1131.113351.1091.0971.1071.1121.1121.111401.1061.0941.1051.1091.1091.108451.1031.0911.1031.1061.1

17、061.105501.0991.0881.1001.1031.1031.102551.0961.0851.0971.0991.1001.099601.0931.0821.0931.0961.0971.097651.0901.0791.0901.0931.0941.094701.0871.0751.0871.0911.0911.091751.0841.0721.0831.0891.0871.087801.0801.0671.0801.0851.0841.084851.0771.0631.0761.0821.0811.081注：括号中代表取样日期。图7 温度与酚油中性酚钠密度的关系曲线由图7可知：

18、在一定的温度范围内，酚钠密度与温度之间存在明显的线性关系。含酚量为26时的表达式为：= 0.0007t + 1.1201，R2 = 0.993。由此说明，一定温度范围内，酚油中性酚钠密度随温度的升高而呈线性的降低，其表达式可表示为：kt+A(k、A为常数)，则d/dt=k(常数)，说明在一定的温度范围内，酚钠密度随温度升高而降低的速率为一常数。4.2.3 含酚量对酚钠和脱酚油密度差的影响按照经验，酚钠中含酚量的大小会影响酚钠的密度，但是分析表4并未发现含酚量大小与酚钠密度的线性关系，分析图6也未发现含酚量大小与密度差的线性关系，原因是酚钠的密度也受其它因素的影响，比如：原料组成、分析误差等。5 结论5.1 酚钠与洗油的密度差以及酚钠与脱酚油的密度差都随温度的升高而增大，因此提高分离器温度对提高密度差，改善分离器分离效果