Сульфолан является одним из идеальных растворителей для извлечения ароматических углеводородов (бензола, толуола, ксилола) из бензинов (риформата и пиролизного бензина и т.д.) и широко применяется в нефтехимической промышленности. Однако основной проблемой является деградация растворителя сульфолана в условиях промышленной эксплуатации, которая приводит к:
1) Снижению pH растворителя
2) Усилению коррозии оборудования
Сильная коррозия оборудования, трубопроводов, клапанов, регулирующих клапанов, приводящая к утечкам; влияет на межремонтный пробег установки и безопасность производства.
3) Снижению эффективности растворителя
Сильное загрязнение растворителя влияет на селективность и растворяющую способность растворителя, что затрудняет эксплуатацию и приводит к нестабильности качества продукта.
4) Увеличению энергопотребления
Продукты коррозии и деградации вызывают образование накипи в теплообменниках, влияя на эффективность теплообмена. С одной стороны, повышение температуры растворителя ускоряет его деградацию, влияет на селективность растворителя и качество продукта; с другой стороны, это приводит к низкой температуре питания отпарной колонны, снижая эффективность отпарки; потребление воды, электроэнергии, пара постоянно растет, одновременно увеличиваются сложность и стоимость технического обслуживания и ремонта.
5) Увеличению расхода растворителя
Накопление загрязняющих веществ серьезно влияет на качество растворителя; существующие меры регенерации не могут решить коренную проблему, и для поддержания работы приходится только восполнять большие объемы свежего растворителя, что в конечном итоге приводит к увеличению расхода растворителя и росту затрат.
Благодаря большому объему фундаментальных исследовательских работ было обнаружено, что в процессе деградации сульфолана в основном образуются органические кислотные вещества типа сульфокислот, что является основной причиной коррозии оборудования. Анализ состава отложений, засоряющих оборудование, показывает, что это главным образом продукты нейтрализации солей железа и моноэтаноламина сульфокислот; полибутадиен или другие полимеры не обнаружены. Таким образом, на основе вышеуказанных результатов анализа механизм деградации сульфолана следует рассматривать как процесс гидролиза сульфолана в технологических условиях с раскрытием цикла и образованием сульфокислот.
Сульфокислоты и небольшое количество серной кислоты, образующиеся при деградации сульфолана, являются причиной непрерывного снижения pH в системе растворителя.
По мере увеличения времени работы установки сульфолан постепенно деградирует, его pH непрерывно снижается, скорость коррозии оборудования под действием растворителя возрастает, а термостабильность падает. Особенно с понижением исходного pH скорость падения pH сульфоланового растворителя увеличивается, а термостабильность резко ухудшается. Это может быть следствием того, что разложение или окисление сульфолана и его примесей усиливается под действием кислотного катализа.
В настоящее время во многих установках экстракции ароматических углеводородов сульфолановый растворитель содержит хлор. Основных источников хлора два: во-первых, сырье для экстракции ароматических углеводородов содержит хлор из риформата; во-вторых, повышенное содержание хлора в перерабатываемой нефти. Этот хлор в процессе экстракции ароматических углеводородов растворяется в обедненном растворителе и постоянно накапливается, иногда достигая десятков и сотен ppm. Это вызывает сильную коррозию установки экстракции ароматических углеводородов. Одновременно это ускоряет деградацию сульфолана, приводя к потемнению цвета растворителя, падению значения pH, ускорению коррозии оборудования, увеличению количества отложений и серьезному засорению оборудования.
Испытания на деградацию сульфолана под защитой азота и без защиты азотом
Испытания на деградацию растворителей с различным содержанием сульфолена
Коррозионная скорость и термостабильность растворителей с различным содержанием сульфолена
| Содержание сульфолена, % | 0.1 | 0.2 | 0.5 | 1.0 |
| Скорость коррозии, мм/год | 0.078 | 0.082 | 0.130 | 0.155 |
| SO2, мг/250 мл | 2.2 | 7.3 | 19.2 | 31.0 |
Коррозионная скорость и термостабильность сульфолана при различных значениях pH
Испытания на деградацию сульфолана с различным содержанием воды
Эффективность экстракции сульфолана с различным содержанием воды
Высокоэффективная технология адсорбционной фильтрации
Продукты деградации, полимеры, взвешенные твердые вещества и т.д.
Данная технология использует высокоэффективные адсорбенты для адсорбционной фильтрации, обеспечивая одноразовое удаление примесей, таких как продукты деградации, полимеры, взвешенные твердые вещества. Цвет сульфолана становится светлее и прозрачнее, что благоприятно для последующего удаления кислоты.
Высокоэффективная технология удаления кислоты
Полностью автоматизированная установка для удаления кислоты, быстрый обмен сульфокислот с использованием ионообменной смолы с коротким слоем, конструкция с плоским слоем смолы, быстрая регенерация и снижение расхода реагентов и сбросов.
Механизм действия ионообменной технологии:
Матрица смолы-A+OH⁻+RSO₃H⁺ Матрица смолы-A⁺ RSO₃⁻+H₂O (адсорбция смолой)
Матрица смолы-A⁺ RSO₃⁻+NaOH Матрица смолы-A+OH⁻+RSO₃Na (регенерация смолы)
1.Полностью автоматическое, передвижное исполнение
2.Предварительно смонтировано и испытано
3.Малые габариты, занимает мало места
4.Высокая эффективность, низкие эксплуатационные расходы
5.Обеспечивает стабильную и надежную работу процессов экстракции ароматических углеводородов на газоперерабатывающих заводах и НПЗ, улучшает рабочие характеристики установки
6.Снижает затраты на техническое обслуживание, улучшает экологическую обстановку на предприятии
Основой технологии очистки сульфолана является удаление термически стабильных солей, содержащихся в сульфолане, с помощью анионообменных смол. Очищенный сульфолан возвращается в систему. Ключевыми операциями оборудования являются очистка сульфолана путем удаления анионов (SO₄²⁻, SO₃²⁻, Cl⁻) и регенерация смолы с использованием раствора гидроксида натрия.
Процесс очистки:
Процесс регенерации:
Оборудование для регенерации сульфолана состоит из пяти основных частей: фильтра, колонны со смолой, бака для приготовления щелочи, бака для циркуляции воды и системы управления на базе ПЛК, а также смонтировано на одной блочно-модульной раме (скиде) вместе с клапанами, насосами, трубопроводами и другими элементами.
Весь процесс управляется программой ПЛК. Пользователь может оптимизировать работу, регулируя параметры на сенсорном экране в зависимости от условий на площадке.
Специальная ионообменная смола для очистки сульфолана: С учетом специфики системы сульфолана была разработана специальная смола, адаптированная для работы в среде сульфолана, которая показывает высокую эффективность. Диаметр частиц составляет от 100 до 300 мкм; мелкие частицы смолы обладают большой удельной поверхностью, что, согласно кинетике ионного обмена, повышает рабочую эффективность смолы. Кроме того, мелкие частицы смолы увеличивают ее устойчивость к осмотическому удару и механическую прочность, предотвращая потери от разрушения смолы. Китайский патент № 201811383473.9 «Способ получения ионообменной смолы для очистки сульфолана».
Система управления (Программное обеспечение системы управления Плюрипотент для очистителя сульфолана V1.0): Система имеет собственную интеллектуальную собственность, признанную Государственным управлением по авторским правам КНР. Оборудование оснащено полным комплектом встроенных контрольно-измерительных приборов и автоматической системой управления, открытой для пользователя и допускающей независимое управление, для осуществления локального мониторинга и управления технологическим процессом данного оборудования. Все технологические параметры, состояние работы насосов, количество рабочих циклов и различные виды аварийных сигналов могут отображаться и управляться на человеко-машинном интерфейсе (сенсорном экране) в комплектном шкафу управления. Операторы могут контролировать рабочее состояние оборудования через человеко-машинный интерфейс и изменять параметры в соответствии с фактической ситуацией на месте для оптимизации работы оборудования. Предусмотрен интерфейс связи Modbus RS485 для связи с DCS, обеспечивающий связь с DCS в полевом шкафу и позволяющий DCS осуществлять мониторинг соответствующих параметров данного оборудования в реальном времени.
Наша команда имеет многолетний опыт работы с оборудованием для очистки аминового раствора и провела множество научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработок в этой области. Мы обладаем рядом патентов и объектов интеллектуальной собственности, связанных с очисткой аминового раствора.
| № | Наименование объекта интеллектуальной собственности | Тип | Номер патента |
| 1 | Способ получения ионообменной смолы для очистки сульфолана | Изобретение | 201811383473.9 |
| 2 | Программное обеспечение системы управления оптимизацией основной смолы Плюрипотент для сульфолана | Свидетельство о регистрации ПО | 2019SR0485062 |
| 3 | Программное обеспечение системы управления автоматическим передвижным комплексом Плюрипотент для услуг по очистке сульфолана | Свидетельство о регистрации ПО | 2019SR0485298 |
| 4 | Очиститель сульфолана Плюрипотент | Свидетельство о регистрации ПО | 2019SR0519539 |
Преимущества оборудования
(1) Технология ионообменной регенерации позволяет эффективно удалять сульфокислоты и хлор, образующиеся при деградации растворителя сульфолана в установках экстракции ароматических углеводородов, и восстанавливать характеристики деградировавшего сульфолана до уровня, соответствующего требованиям к свежему сульфолану.
(2) Данная технология отличается простотой технологической схемы, низкими капитальными затратами, легкостью эксплуатации и значительной экономической эффективностью. Особенно важно, что она позволяет продлить межремонтный пробег установок экстракции сульфоланом и является наиболее эффективной практической технологией для решения проблем коррозии оборудования и его засорения, вызванных деградацией сульфолана в процессе экстракции ароматических углеводородов.
(3) Данная технология представляет собой разовые инвестиции, обеспечивающие долгосрочное решение, которое постоянно сопровождает работу установки экстракции ароматических углеводородов, поддерживая ее функционирование в стабильном и эффективном режиме на протяжении всего срока службы.
Качественное состояние сульфолана (Qingjiang)
| Параметр | Показатель |
| Внешний вид | цвет Коричнево-черный |
| pH | 5.9 |
| Хлорид-ионы | 84 ppm |
| Содержание воды | 1.45% |
| Взвешенные твердые вещества | 21250 мг/л |
После очистки получен сульфолан; проведены измерения pH, содержания воды, содержания хлорид-ионов и других параметров очищенного сульфоланового растворителя.
Результаты очистки на объекте PetroChina Golmud
| Параметр | До очистки | После очистки |
| Внешний вид | цвет Коричнево-черный Прозрачный | чистый, без осадка после длительного отстаивания |
| ph | 5.8 | 7.8 |
| Хлорид-ионы | 164 ppm | 3 ppm |
| Взвешенные твердые вещества | 145 мг/л | Не обнаружено |
1. Полный анализ образца сульфолана: Анализируемые параметры включают: содержание воды (мас.%), концентрацию взвешенных веществ (ppm), концентрацию анионных компонентов, pH и т.д.
2. Услуги по очистке сульфолана: После детального обследования системы экстракции ароматических углеводородов заказчика, основываясь на всестороннем аналитическом отчете образца сульфолана, мы предоставляем клиенту подробное техническое предложение. Для решения проблемы деградации сульфолана предлагается комплексное решение, включающее: фильтры сульфолана, оборудование для очистки сульфолана и т.д.
3. Техническое обслуживание
Наша компания придает большое значение послепродажному обслуживанию. Телефон горячей линии технической поддержки: 400-800-9418. Мы придерживаемся принципа "не выясняем причины, прибываем по первому требованию, полностью бесплатно", считая единственной целью успешный пуск, правильную эксплуатацию и достижение эффекта оборудования. При возникновении неполадок в работе установки мы даем ответ в течение 12 часов после получения уведомления, а при реальной необходимости выезда технического специалиста, он прибывает на место в течение 48 часов.
Пуско-наладка оборудования: Инженерно-технические работники компании выезжают на место для руководства монтажом и проверки/подтверждения правильности установки оборудования после монтажа; проводят пуско-наладочные работы, гарантируя полный ввод оборудования в нормальную эксплуатацию; проводят обучение соответствующего оперативного персонала непосредственно на оборудовании, разъясняя характеристики каждого компонента и порядок действий при эксплуатации до тех пор, пока персонал не сможет выполнять свои функции; проводят аудиторное обучение соответствующего руководящего и оперативного персонала, разъясняя технологическую схему оборудования, его особенности, правила повседневного обслуживания и устранения неполадок, закрепляя навыки правильной эксплуатации оборудования.
4. Послепродажное сопровождение
1). Поддержание тесной связи с заказчиком, регулярные повторные визиты для контроля работы системы, своевременный отбор проб и анализ сульфолана;
2). Своевременный и всесторонний анализ системы экстракции ароматических углеводородов заказчика, предоставление ежеквартальных отчетов о состоянии сульфолана;
3). Решение проблем, возникающих в процессе эксплуатации оборудования, содействие заказчику в диагностике неисправностей, проведении технического обслуживания и т.д.
EDI (Electrodeionization) — это технология получения чистой воды, сочетающая ионный обмен, ионообменные мембраны и электромиграцию ионов. В ней остроумно объединены электродиализ и ионный обмен. Используется высокое напряжение на электродах для перемещения заряженных ионов в воде, а также ионообменные смолы и селективные мембраны для ускорения удаления ионов, достигая таким образом очистки воды.
Технология керамической мембранной ультрафильтрации представляет собой технологию точного разделения, основанную на неорганических керамических материалах, относится к категории ультрафильтрации (размер пор обычно составляет 2-50 нм) и благодаря уникальной асимметричной пористой структуре и превосходным физико-химическим свойствам обеспечивает эффективное разделение, концентрирование и очистку во многих промышленных областях.
Складчатый фильтроэлемент с большой производительностью изготовлен из глубокого многослойного полипропиленового микроволокна в качестве фильтровального материала, максимальная площадь фильтрации фильтроэлемента превышает 8 м², производительность может достигать 60 м³/ч. Имеет внешний каркас из полипропилена, одностороннее открытие, и специально разработанное направление потока жидкости изнутри наружу, что гарантирует задержание всех загрязняющих частиц внутри фильтроэлемента.
Гидроциклонный нефтеводоотделитель может использоваться для обезмасливания кислой воды. Принцип его работы основан на создании спирального потока водонефтяной эмульсии под определенным перепадом давления, что формирует стабильное центробежное поле в гидроциклонной емкости. Это заставляет легкую фазу (нефть) концентрироваться в центре гидроциклонной трубы, образуя нефтяной сердечник, который удаляется через верхний слив, тогда как тяжелая фаза (вода) отбрасывается к внутренним стенкам гидроциклонной трубы и удаляется через нижний слив.
Катионообменные смолы: это смолы, содержащие в структуре своей сетчатой матрицы кислотные группы, такие как сульфогруппы (-SO₃H), карбоксильные группы (-COOH). Ионы водорода на этих группах могут обмениваться на катионы из раствора образца. Например, C-100E представляет собой гелевую полистирольную сульфокислотную катионообменную смолу, внешне это светлые сферические гранулы, используется главным образом в пищевой промышленности, производстве напитков, при подготовке питьевой воды и в других отраслях.
Электродиализный мембранный пакет: Электродиализный мембранный пакет является ключевым компонентом электродиализной системы, он образован парой анионообменной и катионообменной мембран, между которыми помещена дистанционирующая перегородка, формирующая канал для технологического раствора. Несколько таких каналов для технологического раствора соединяются параллельно, образуя мембранный пакет, внешняя физическая зажимная конструкция которого состоит из двух рамных пластин с патрубками для подключения электродов.
В системе регенерации аминового раствора по мере углубления эксплуатации системы аминовый раствор постепенно загрязняется, цвет аминового раствора темнеет, в обедненном растворе осаждаются твердые частицы, тяжелые углеводороды, органические соединения, а также продукты разложения термически стабильных солей, что приводит к вспениванию обедненного раствора, снижению эффективности десульфурации, увеличению потерь аминового раствора и даже к таким проблемам, как несоответствие качества продукции установленным требованиям и колебания в работе системы.
Электродиализ (ЭД) — это физико-химический процесс разделения растворенных веществ, находящихся в ионном состоянии, и растворителя в растворе с использованием под действием постоянного электрического поля селективной проницаемости анионообменных и катионообменных мембран по отношению к анионам и катионам в растворе.
Активированный уголь – это класс микрокристаллических углеродных материалов, изготовленных из углеродсодержащего сырья, которые имеют черный цвет, развитую внутреннюю пористую структуру, большую удельную поверхность и высокую адсорбционную способность.
