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1、烷基化工艺说明（总3页）-本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可- -内页可以根据需求调整合适字体及大小-1 概述32 工艺设计技术方案 43 原料及产品性质54 装置物料平衡 75 工艺流程简述 86 主要设备选型说明 147 消耗指标及能耗148 装置定员 219 环境保护 2210 职业安全卫生2311 装置对外协作关系2912 设计执行的标准目录311 概述该烷基化装置采用硫酸烷基化工艺，公称规模为16万吨/年。设计依据DUPONT 公司提供的硫酸烷基化工艺包；装置概况装置原料：本装置原料为上游M TBE装置提供的未反应碳四馏分、加氢裂化液化气，前处 理所需的少量氢气由制氢装置提供。
2、装置建设规模：根据M TBE装置所提供的液化气量及液化气中的烯烃含量，实际可生产烷 基化油约万吨/年，本装置设计规模为16万吨/年烷基化油。装置建设性质：在酸催化剂的作用下，液化气中的异丁烷与烯烃反应生成高辛烷值汽油 调合组分-烷基化油。设计原则：1）选用成熟可靠的工艺技术和控制方案，使设计的装置达到安、稳、长、满、优操作。2）优化工艺流程并推广应用新工艺、新技术、新设备、新材料，降低生产成本同时降低 装置能耗，提高产品质量档次。3）在保证技术先进、装置生产安全可靠的前提下，降低能耗并尽量降低工程造价，节省 投资。4）为了降低工程投资，按照“实事求是、稳妥可靠”的原则，提高国产化程度，所需设
3、备立足国内解决，只引进在技术、质量等方面国内难以解决的关键设备、仪器、仪表。5）采用DCS集中控制，优化操作，以提高装置的运转可靠性，提高产品收率和质量。6）严格执行国家、地方及主管部门制定的环保和职业安全卫生设计规定、规程和标准， 减少“三废”排放，维护周边生态环境，实行同步治理，满足清洁生产的要求。装置组成： 本装置由原料精制、反应、流出物精制和产品分馏、化学处理等几部分组 成。装置运行时数和操作班次： 装置年开工时间按8400小时计，操作班次按四班三倒。 设计范围本设计范围为本装置所涉及的设备、管道、仪表、配电等，装置有关分析化验项目 由中心化验室承担。2 工艺设计技术方案烷基化装置是以
4、液化气中的烯烃及异丁烷为原料，在催化剂的作用下烯烃与异丁烷 反应，生成烷基化油的气体加工装置。本装置包括原料加氢精制和烷基化两部分。原料加氢精制的目的是通过加氢脱除原 料中的丁二烯。因为丁二烯是烷基化反应中主要的有害杂质，在烷基化反应过程中，丁 二烯会生成多支链的聚合物，使烷基化油干点升高，酸耗加大。脱除原料中的丁二烯采用选择性加氢技术，该技术已在国内多套烷基化装置上应 用，为国内成熟技术。由于MTBE装置所提供的未反应碳四馏分中烷烯比不足，需补充部分异丁烷，因此引 入部分加氢裂化液化气，与加氢后的碳四馏分混合进入脱轻烃塔，分离出满足烷烯比要 求的碳四馏分。以液体酸为催化剂的烷基化工艺可分为硫
5、酸烷基化和氢氟酸烷基化，两种工艺都为 成熟的技术，在国内外都有广泛应用。本设计采用的是DUPONT公司的硫酸烷基化工艺， 该技术具有如下特点：1）采用反应流出物致冷工艺：利用反应流出物中的液相丙烷和丁烷在反应器冷却管 束中减压闪蒸，吸收烷基化反应放出的热量。反应流出物经过气液分离后，气相重新经 压缩机压缩、冷凝，抽出部分丙烷后，再循环回反应器。与闭路冷冻剂循环致冷或自冷 式工艺相比，流出物致冷工艺可使得反应器内保持高的异丁烷浓度，而从脱异丁烷塔来 的循环异丁烷量最低。此外，在这种致冷流程中采用了节能罐，使部分富丙烷物流在中 间压力下闪蒸汽化后进入压缩机第二段，从而节约能量。2）STRATC0公
6、司反应部分循环异丁烷与烯烃预混合后再经喷嘴进入反应器，酸烃经 叶轮搅拌，在管束间循环，机械搅拌使酸烃形成具有很大界面的乳化液，烃在酸中分布 均匀，减小温度梯度，减少副反应发生。3）反应流出物采用浓酸洗、碱水洗工艺：反应流出物中所带的酯类如不加以脱除，将在下游异丁烷塔的高温条件下分解放出SO,遇到水份，则会造成塔顶系统的严重腐 蚀。因此，必须予以脱除，本装置采用浓酸洗及碱洗的方法进行脱除，与传统的碱洗相 比，能有效脱除硫酸酯，即用的硫酸洗后再用12%的NaOH脱除微量酸。3 原料与产品性质原料MTBE 装置所提供的液化气组成如下名称wt%组分C3H6C3H8IC4H10IC4H8C4H8-!NC
7、4H10TC4H8CC4H8C5H1030ppmH2Och3oh50ppmMTBE50ppmTBA10ppmDME合计100加氢裂化液化气组成如下：名称mol%组分C2H6C3H8IC4H10NC4H10C5H12H2。合计100产品烷基化油雷氏蒸气压RVP比重辛烷值 RON(C) 丁烷馏分：MON(C) 组分 wt%合计循环异丁烷：组分 wt%合计催化剂及化学药剂加氢催化剂型号 LST-02外观 灰褐色条状尺寸mm X570 堆比重g/ml 090005 破碎强度N/cm 200 比表面 m/g 100150 比孔容 ml/g 硫酸3.3.3 活性炭4 装置物料平衡根据MTBE装置及加氢裂化
8、装置所提供的液化气组成，本装置的物料平衡如下（按设计规模）：物料名称公斤/时吨/天万吨/年进料MTBE未反应碳四19600加氢裂化碳四4902氢气5合计24507出料烷基化油19135正丁烷3422液化气1460燃料气490合计24507按实际规;模物料平衡如下：物料名称公斤/时吨/天万吨/年进料MTBE未反应碳四16014加氢裂化碳四4005氢气5合计20024出料烷基化油15634正丁烷2796液化气11941燃料气400合计200245 工艺流程说明工艺流程简述本装置由原料加氢精制、反应、致冷压缩、流出物精制和产品分馏及化学处理等几 部分组成，现分别简述如下：原料加氢精制自MTBE装置来
9、的未反应碳四馏分经凝聚脱水器(104-D-105)脱除游离水后进入碳四 原料缓冲罐(104-D-101)，碳四馏分由加氢反应器进料泵(104-P-101 )抽出经碳四仮应 器进料换热器(104-E-104)换热后，再经反应器进料加热器(104-E-101)加热到反应温 度后与来自系统的氢气在静态混合器(104-M-101)中混合，混合后的碳四馏分从加氢反 应器(104-R-101)底部进入反应器床层。加氢反应是放热反应。随混合碳四带入的硫化 物是使催化剂失活的有害杂质。催化剂失活后可用热氢气吹扫使其活化。反应后的碳四 馏分从加氢反应器顶部出来与加氢裂化液化气混合。自液化气双脱装置过来的加氢裂化
10、 液化气进入加氢液化气缓冲罐(104-D-102)，液化气由脱轻烃塔进料泵(104-P-102 )抽 出与反应器顶部出来的碳四馏分混合后进入脱轻烃塔(104-C-101)。脱轻烃塔(104-C-101)的任务是脱去碳四馏分中的碳三以下的轻组分，同时将二甲 醚脱除。脱轻烃塔是精密分馏的板式塔，塔顶压力控制在(g)。塔顶排出的轻组分经脱轻 烃塔顶冷凝器(104-E-103)冷凝冷却后，进入脱轻烃塔回流罐(104-D-103)。不凝气经 罐顶压控阀后进入全厂燃料气管网。冷凝液由脱轻烃塔回流泵(104-P-103)抽出，一部 分做为脱轻烃塔(104-C-101)顶回流，另一部分作为液化气送出装置。塔底
11、抽出的碳四 馏分经碳四进料换热器(104-E-104)与原料换热后再经碳四馏分冷却器(104-E-105)冷 至40C进入烷基化部分。塔底重沸器(104-E-102 )采用蒸汽加热，反应器进料加热器使 用蒸汽加热，凝结水都送至凝结水回收罐(104-D-304)回收。碳四馏分经加氢精制后，丁二烯含量WlOOppm,二甲醚WlOOppm。反应部分碳四馏分中的烯烃与异丁烷的烷基化反应，主要是在硫酸催化剂的存在下，二者通 过某些中间反应生成汽油馏份过程。从原料加氢精制部分过来的碳四馏分与脱异丁烷塔(104-C-201)过来的循环异丁烷 混合后，与反应器净流出物在原料-流出物换热器(104-E-201)
12、中换冷至约11C，进入原料脱水器(104-D-201)。换冷后的碳四馏分中 的游离水在此被分离出去，从而使原料中的游离水含量降至10ppm (重)。脱除游离水的 混合碳四馏分与来自闪蒸罐(104-D-203 )的循环冷剂直接混合并使温度降低至约C后分 两路分别进入烷基化反应器(104-R-201A/B)烷基化反应器是装有内循环夹套、取热管束和搅拌叶轮的压力容器，为STRATCO公司 的专利产品。在反应器操作条件下，进料中的烯烃和异丁烷在硫酸催化剂存在下，生成 烷基化油。反应完全的酸一烃乳化液经一上升管直接进入酸沉降器(104-D-202A/B)，并 在此进行酸和烃类的沉降分离，分出的酸液从下降
13、管返回反应器重新使用。反应沉降 系统中酸的循环是借助在上升管和下降管中物料的比重差自然循环的， 90浓度的废酸 自酸沉降器排放至废酸脱烃罐。本装置设有2台反应器，为并联操作，即混合碳四分两路 分别进入104-R-201A和104-R-201B。而做为催化剂的硫酸为串联操作，即补充的新酸进入 104-D-202A，从 104-D-202A 出来的中间酸进入 104-D-202B，90%的废酸从 104-D-202B 排 出。两组反应-沉降系统也可单独操作。从酸沉降器分出的烃相经压力控制阀降压后，流经反应器内的取热管束部分汽化， 吸收热量脱除反应热。汽一液混合物进入闪蒸罐(104-D-203)。闪蒸罐是一台带有中间隔板并有共同分离空间的卧式容器。隔板一侧供反应流出物 进行气液分离，另一侧供循环冷剂进行汽一液分离。净反应流出物用流出物泵(104-P- 201)抽出在104-E-201与原料碳四换冷，加热至约31C去流出物精制和产品分馏部分继续 处理。循环冷剂则以循环冷剂泵(104-P-202A/B)抽出送至
