多级萃取分离系统和方法与流程

本发明涉及石油化工领域，具体涉及一种多级萃取分离系统和方法。

背景技术：

1、随着炼油行业向“组分炼油”方向转型，重质油中不同环数芳烃的精细化分离成为提升资源利用率的关键。石油加工过程中产生的重质油(如减压馏分油、催化油浆、糠醛抽出油等)往往富含芳烃化合物这类具有环状结构的不饱和碳氢化合物在化工原料、医药、香料及燃料等领域具有广泛应用价值。根据环数差异，芳烃可分为单环芳烃、双环芳烃、多环芳烃等。不同环数的芳烃因其化学性质和应用领域的差异，具有不同市场需求和价值，例如单双环芳烃适用于橡胶填充油制备，而三四环芳烃则更适宜作为碳材料原料。

2、近年来，萃取技术在芳烃分离领域得到应用，通过添加特定的萃取剂，利用其与芳烃之间的相互作用力差异，实现芳烃的选择性分离。然而，现有溶剂萃取技术在重油芳烃分离中仍存在以下问题：(1)萃取效率低：重油成分复杂，芳烃与非芳烃间强相互作用导致萃取效率不高；(2)选择性差：现有方法难以实现对不同环数芳烃的分离富集，往往需要多次后续处理；(3)成本高：萃取剂消耗量大且部分萃取剂成本较高，增加整个分离过程的成本；(4)产品单一化：传统单级萃取通常仅能产出两种产物，未能充分利用原料中多元烃组分的潜在价值。

3、cn109749773a公开一种加氢汽油的多级萃取脱硫方法，该方法采用萃取剂对加氢脱硫处理后的汽油进行再次萃取脱硫处理，经过多次萃取脱硫，降低汽油中的硫含量。cn111089890a公开一种加工重质柴油馏分的方法，该方法采用不同极性的的溶剂对重质柴油馏分进行多级萃取分离，增加产品的附加值。cn103589453a公开一种芳烃橡胶油的制备方法，将原料油与轻质烷烃预混合进入抽提塔，主溶剂与反溶剂预混合后，作为二元复合溶剂进入抽提塔。cn105567301a公开一种抽提塔和溶剂脱沥青的方法，该方法在抽提塔填料区中设置多个环形挡板，增加两相接触面积以提高抽提效果。

4、但是，上述内容是针对原料的多级分离、萃取剂的复配利用、传质过程的效率提高等提出优化方案，并未提出产品多样性的提升、复配溶剂极性的灵活调整、产物循环以增强萃取效果等方面的创新方法。随着重质原料油烃组成波动及目标产品迭代更新，亟需开发新型萃取分离系统及方法。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术存在的重质油萃取分离效率低、萃取产物单一、无法逐级分离不同环数芳烃等问题，提供一种多级萃取分离系统和方法，该多级萃取分离系统大大提高萃取效率和目标产物选择性，实现富含芳烃重质油中不同环数芳烃的逐级富集，显著增加产物多样性。

2、为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种多级萃取分离系统，所述系统包括萃取单元，所述萃取单元包括n个串联的萃取塔，n≥2；萃取塔设置有原料入口、第一萃取溶剂入口、第二萃取溶剂入口、萃取液出口和萃余液出口；

3、萃取塔内部设置第二萃取溶剂喷射装置，所述第二萃取溶剂喷射装置包括第二萃取溶剂进料管和第二萃取溶剂喷射口，所述第二溶剂进料管在沿所述萃取塔轴向方向上设置至少两个第二萃取溶剂喷射口；

4、沿物料流动方向，相邻的两级萃取塔，前级萃取塔的萃余液出口通过萃余液出料管线与后级萃取塔的原料入口相连；至少一个萃取塔的萃余液出口与在先的至少一级萃取塔的原料入口相连。

5、本发明第二方面提供一种多级萃取分离的方法，该方法在前述第一方面所述的多级萃取分离系统中进行，该方法包括：

6、将新鲜原料油、第一萃取溶剂和第二萃取溶剂逆流接触进行n级萃取，n≥2，其中，将前级的萃余液作为后级的新鲜原料油；将至少一个后级萃取的部分萃余液循环至在先的至少一级萃取中作为补充原料油。

7、通过上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

8、(1)本发明提供的多级萃取分离系统，通过多塔串联结构、第二萃取溶剂喷射装置以及萃余液循环的协同，实现重质油中不同环数芳烃的高效精准分离，增加产物多样性，增强分离选择性以及提高分离效率。本发明所述多级萃取分离系统，多级萃取塔的串联设计使不同环数芳烃逐级富集于不同塔段产物中，实现多环芳烃精准分离；第二萃取溶剂喷射装置通过多点喷射形成第二萃取溶剂梯度分布，强化溶剂对多环芳烃的选择性溶解能力，实现不同环数芳烃高效分离；萃余液循环系统通过动态调节前序塔原料组成，优化萃取平衡状态，提高萃取分离选择性，增强系统对原料波动的适应性。本发明所述系统通过各模块协同作用提高目标产物的收率和纯度，通过溶剂的动态调控与循环利用降低运行成本，同时满足不同油品体系的灵活处理需求。

9、(2)本发明提供的多级萃取分离方法，通过多级逆流萃取、梯度溶剂注入与动态萃余液循环工艺创新结合，实现重质油中不同环数芳烃的高效精准分离与高值化利用，该方法在降低溶剂损耗的同时，可产出多级高附加值芳烃产物，不同环数芳烃的分离纯度显著提升，且工艺灵活性强，适用于复杂原料体系的高效处理，为芳烃资源的高值化利用提供创新路径。

1.一种多级萃取分离系统，其特征在于，所述系统包括萃取单元，所述萃取单元包括n个串联的萃取塔，n≥2；每个萃取塔设置有原料入口、第一萃取溶剂入口、第二萃取溶剂入口、萃取液出口和萃余液出口；

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述萃取单元包括2-6个串联的萃取塔，优选为3-5个；

3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，每个萃取塔中，所述第二萃取溶剂进料管在沿所述萃取塔轴向方向上设置至少三个第二萃取溶剂喷射口，优选为设置3-5个第二萃取溶剂喷射口；

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的系统，其中，所述萃余液出口设置于所述萃取塔上部；

5.一种多级萃取分离的方法，其特征在于，该方法在权利要求1-4中任意一项所述的多级萃取分离系统中进行，该方法包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述后级萃取的萃余液中作为补充原料油的萃余液质量与后级萃取的萃余液总质量比值的0.1-0.8：1，优选为0.1-0.5：1；

7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，单位时间内，各级萃取中，所述第一萃取溶剂与第二萃取溶剂的混合溶剂的质量与新鲜原料油和补充原料油的总质量比值为1：0.5-6，优选为1：1-4；

8.根据权利要求5-7中任意一项所述的方法，其中，所述第一萃取溶剂的密度为1-2g/ml，优选为1.1-1.6g/ml；

9.根据权利要求5-8中任意一项所述的方法，其中，所述原料油的馏程为≥200℃，优选为250℃-540℃；

10.根据权利要求5-9中任意一项所述的方法，其中，所述n级萃取的塔底温度各自独立地为30-80℃，优选为35-70℃；