烷基化装置工艺流程说明
烷基化装置概况特点及工艺原理

烷基化装置概况特点及工艺原理1.装置概况装置原料:本装置原料为上游MTBE 装置提供的未反应碳四馏分、加氢裂化液化气,所需的少量氢气由制氢装置提供。
装置建设规模:根据MTBE 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13.13 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:在硫酸催化剂的作用下,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。
装置设计原则: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,利用联合装置的优势,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、制冷,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。
2.装置特点:烷基化装置是以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。
烷基化装置工艺流程说明

烷基化装置工艺流程说明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:1.原料加氢精制自MTBE 装置来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-反应器进料换热器(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液化气进入加氢液化气缓冲罐(104-D-102),加氢裂化液化气由脱轻烃塔进料泵(104-P-102)抽出与反应器(104-R-101)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1.7MPa(g)。
塔顶排出的轻组分经脱轻烃塔顶冷凝器(104-E-103A/B)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(PIC-10401)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(104-C-101)顶回流,另一部分作为液化气送出装置。
塔底抽出的碳四馏分经(104-E-104)与原料换热后再经碳四馏分冷却器(104-E-105)冷至40℃进入烷基化部分。
塔底重沸器(104-E-102)采用0.45MPa 蒸汽加热,反应器(104-R-101)进料加热器使用1.0MPa 蒸汽加热,凝结水都送至凝结水回收罐(104-D-304)回收。
烷基化工艺:烷基化工艺主要操控点

4
二、烷基化工艺主要操控点
2.分馏塔
分馏塔的操作较为重要的有:搞好丙烷和循环异丁烷、异丁烷和正丁烷的分离,既要保证 烷基化油的最大产量,同时也要兼顾好产品的辛烷值符合工艺卡片要求;要控制好塔内上升气 速和塔底再沸回流、中段回流的温升程度,达成良好的热平衡和馏分切割,以减少烷基化油中 HF、正丁烷的含量。
6
二、烷基化工艺主要操控点
5.酸烃比
为了酸烃充分接触,在烃类完全雾化(雾化喷嘴)的情况下,还要维持酸的连续相,酸烃比一 般控制在 5.2∶1,否则烷基化油质量下降,副产物增多。
国内很多烷基化装置使用最初的原料是混合 C4,将其中的丁二烯加氢变为 1-丁烯和少量 的正丁烷,同时不影响单烯烃的收率,原料中 1-丁烯发生异构化反应生成顺反 2-丁烯,这对氢 氟酸烷基化是非常有利的,利用二甲醚与混合 C4组分的相对挥发度的差异,用蒸馏的方法脱除 混合 C4中的二甲醚,同时可将加氢反应剩余的氢气脱除。C4加氢操作的重点是要控制好反应 深度以及丁烷的产量,由此才能稳定好烷基化过程的烷烯比和酸烃比。
5
二、烷基化工艺主要操控点
3.烷烯比
烷烯比高则烯烃本身碰撞机会减少,烯烃与烷基化反应中间产物碰撞的机会减少,发生聚 合、叠合及过程产物自身烷基化反应的机会减少,有利于烷基化反应。但烷烯比过高则能耗 多,一般控制在(12.5~15)∶1。
4.HF 酸
HF 酸含水量低,则 HF 电离度低,酸性低,不利于生成正离子,但含水超过 2%,则加快设备的 腐蚀,一般折中控制酸中水含量在 1.5%~2%。HF 浓度一般控制在 86%~95%,浓度过高会使烷基 化产物质量下降,HF 浓度过低对设备腐蚀严重,显著增加烯烃叠合反应比例,造成烷基化油终 馏点升高和辛烷值的下降。
烷基化装置工艺流程

烷基化装置工艺流程概述王硕付强王娜(福斯特惠勒(河北)工程设计有限公司,天津300130)摘要:本文概括介绍了烷基化装置的工艺流程和特点。
烷基化装置是以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。
关键词:烷基化;流程1工艺技术路线及工艺特点烷基化装置是以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。
烷基化装置包括原料脱丙烷和烷基化两部分。
原料脱丙烷的目的是通过蒸馏脱除原料中的丙烷。
以液体酸为催化剂的烷基化工艺可分为硫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。
本设计采用的流出物致冷的硫酸烷基化工艺,该技术具有如下特点:1.1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。
1.2反应部分循环异丁烷与烯烃预混合后进入反应器,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。
1.3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SO2,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98%的硫酸洗后再用12%的NaOH脱除微量酸。
2工艺流程简述烷基化装置由脱丙烷部分、反应压缩部分、流出物处理及分馏部分组成。
2.1脱丙烷部分原料进入装置原料缓冲罐,由脱丙烷塔进料泵抽出并升压后进入脱丙烷塔。
脱丙烷塔的任务是脱去碳四馏分中的碳三以下的轻组分。
烷基化操作规程

烷基化装置操作规程目录第一章 (4)第二章 (4)2.1 工艺原理 (4)2.2 工艺说明 (5)2.3 原料规格 (11)2.4 产品规格 (14)2.5 界区条件 (15)2.6 公用工程要求 (15)2.7 开车对工艺化学品的要求 (18)2.8 排放物和副产品 (19)2.9 设计考虑 (21)第三章 (22)3.1 烃类原料污染物的影响 (22)3.2 装置进料成分敏感度: (22)3.3 正操操作和控制 (22)第四章 (33)4.1 推荐的样品分析方法 (33)4.2 分析仪一览表 (34)4.3 取样一览表 (34)第五章 (37)5.1 安全淋浴器和洗眼器 (37)5.2 防火系统 (38)5.3 化学品处理和循环 (38)5.4 压力排放系统 (39)第六章 (40)6.0 开车步骤 (40)6.1 公用工程系统 (40)236.2 单机试车(预试车)和准备 (42)6.3 CDAIky装置钝化工艺 (44)6.4 正常开车 (46)第七章 (53)7.0 停车步骤 (53)7.1 从正常操作到全面停车程序 (54)7.2 短期停车 (60)7.3 长期停车 (62)7.4 事故停车步骤: (64)第八章 (65)8.1 反应危害 (65)第一章序言本手册含有烷基化工艺方面包括操作条件和生产能力在内的保密信息。
这些信息不能泄露给未经授权的人员。
本手册还提供了装置系统方和操作程序方面的信息,该手册的目的主要是为操作人员在进行装置详细操作手册准备和编制。
第二章工艺原理2.1 工艺简述该工艺涉及的反应是烯烃同异丁烷的烷基化反应。
同时副反应中有副产品产出。
烷基化初级烷基化反应涉及异丁烷同烯烃、如丁烯的反应,使用硫酸作为催化剂生成高辛烷值的三甲基戊烷异构物。
通常三甲基戊烷异构物被称之为烷基化油。
i-C4+C4H8→2,2,4-三甲基戊烷类似的反应也在异丁烷和其他烯烃如丙烯和戊烷之间发生,分别生成庚烷和壬烷异构物,但是就低选择性生产高辛烷值产品而言,选择丁烯进料更适宜。
烷基化装置工艺流程概述

烷基化装置工艺流程概述
王硕 付强 王娜( 福斯特惠勒 ( 河北) 工程设计有限公司, 天津 3 0 0 1 3 0 )
摘要: 本 文概 括介 绍 了烷 基化装 置的 工艺流程 和特 点。烷 自 缓 冲 闪蒸罐来 的反应 流 出物 在进料一 流 出物 换热 器中与 1 ℃, 进 入 流出物 处理 部分 基化 装置是 以液化 气 中的烯烃及 异 丁烷 为原料 , 在 催化 剂的作 新鲜 进料 和循 环异 丁烷换 热升 温到 3 的酸 洗沉 降器 。反 应流 出物在缓 冲 闪蒸 罐分 出的气相 , 去 致冷 用下烯烃与异 丁烷 反应 , 生成烷基化 油的 气体加 工装置 。 压缩 机系统 。缓 冲闪蒸 罐气相 空间的平 衡蒸 汽 , 由挡板 两侧汇 关键词 : 烷基化 ; 流程 集 到气体 出 口管 , 进 入致冷 压缩机 入 口。致冷压缩 机为 四级离 1 工艺技术路线及工艺特点 心式 压缩机 , 由电机 驱动 , 设 有反喘振 保护系统 。 烷基 化装 置是 以液化 气 中的烯烃 及异丁烷 为原 料 , 在催化 压缩机 的排 出气体 , 在冷剂冷 凝器 中全部 冷凝并 收集在 冷 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。 剂 缓冲罐 中 。缓 冲罐轻 烃减压 , 去 压缩机 入 口 缓 冲 闪蒸罐 中冷 烷 基化 装置 包括 原料 脱 丙烷 和烷 基化两 部 分 。原料 脱 丙 剂侧 , 使冷 剂降温 到需要 的程 度而分 别以气相 或液相 的方式 返 烷 的 目的是通 过蒸 馏 脱除原 料 中的 丙烷 。以 液体 酸为 催化 剂 回到压缩机和 反应器 , 从而实 现 了冷剂 的循 环 。 的烷基化 工艺 可分为 硫酸烷 基化和 氢氟酸烷 基化 , 两 种工艺都 2 . 3流 出物处 理及分馏部 分 为成 熟的技 术 , 在 国内外都有广 泛应 用。本设 计采用 的流 出物 从酸 沉 降器 出来 的反应 流 出物 中, 含有 少量夹 带的酸 和硫 致冷的硫 酸烷基化 工艺 , 该技术具有如 下特点 : ’ 酸与烯烃 反应生成 的中性硫酸酯 。 1 . 1 采用 反应 流 出物致 冷 工艺 : 利 用反 应流 出物 中的液 相 2 _ 3 . 1 酸洗 系统 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 用9 8 %的 H 2 S 0 4 吸收反应流出物中绝大部分的硫酸酯。 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 流 出物 由缓 冲闪 蒸罐 , 经泵送 往进 料一 流 出物 换 热 器向进 料提 缩、 冷凝, 抽 出部 分丙烷 后 , 再循环 回反应 器 。与 闭路冷 冻剂循 供冷 量后升 温到 3 1 ℃, 进入酸 洗 系统 。首先 与循 环酸和补 充新 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 酸在 混 合喷 射器 内混 合 。混 合喷射 器安 装位 置低 于 酸洗 沉 降 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 。 器, 以形成没有酸泵的酸循环。在混合喷射器后安装静态混合 1 . 2 反应 部 分循 环 异丁烷 与 烯烃 预混 合 后进 入 反应 器 , 酸 器, 以 强化物流进入 酸洗沉降 器之前的进一 步混合 。 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 流 出物 与酸在 沉降 器内分 离 , 从 沉 降器底部 放出酸 和被溶 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 解了的硫酸酯 , 被送 回一级反 应器 , 流出物在沉 降器的上部 。 发生 。 2 . 3 . 2 碱 洗系统 1 - 3 反应 流 出物 采用 浓酸洗 、 碱 水洗 工艺 : 反应 流 出物 中所 热碱 水 洗系 统的 作用 是去 除 残余 酯和 夹带 酸 的再精 制过 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 程 。从 酸洗 系统来的 流 出物 , 与热碱水 在静态 混合 器中充分 混 放出s ( ) 2 , 遇 到水份 , 则会 造成 塔顶 系统 的严 重腐蚀 。因此 , 必 合, 4 9  ̄ C 的烃 一碱混 合物 直接 进入碱 洗沉 降器 内进行分 离 。含 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 硫酸盐的水溶液 , 用碱洗循环泵从碱洗沉降器底部抽出, 送回 统 的碱 洗相 比 , 能 有效 脱除 硫酸 酯 , 即用 9 8 %的硫 酸洗 后再 用 静态 混 合器 。来 自碱洗 沉 降器 顶部 的精 制流 出物 被脱 异丁 烷 1 2 %的 N a O H脱除 微量酸 。 塔底产 品加 热后进入 脱异丁烷塔 。 2 工艺流程简述 2 - 3 - 3 分馏 系统 烷 基化 装 置 由脱丙烷 部 分 、 反 应压 缩部分 、 流 出物 处理 及 经酸、 碱 洗后 , 携 带 饱和 水分 的精 制流 出物 进 入脱 异丁 烷 分馏部分 组成 。 塔, 塔顶气体经塔顶冷凝冷却器冷至4 0  ̄ C 后进入 回流罐 , 由回 2 . 1 脱 丙烷 部分 流泵 抽 出, 一部 分返 回塔顶作为 回流 , 一部 分循 环 回反应 部分 , 原料 进入 装 置原 料缓 冲罐 , 由脱 丙烷塔 进料泵 抽 出并 升压 以保 证 反应 器总 进料 中适 当的 异丁烷 和 烯烃 比例 。塔 底丁 烷 后 进入 脱丙 烷塔 。脱 丙烷 塔 的任务 是 脱去碳 四馏 分 中的 碳三 和烷 基化 产 品 自压进 入正 丁烷 塔 。在汽 提 段有一 台 卧式 热虹 以 下的轻组 分 。脱丙烷塔 顶排 出的轻组分 经冷 凝冷却后 , 一部 吸式 再 沸器 , 用 导热 油加 热 。脱异 丁烷 塔再 沸 器的导 热 油量 , 分 作为 塔顶 回流 , 一部 分作 为丙烷 副 产品 出装 置 , 不凝 气 经压 由塔 底温 度 控制 。正 丁烷 塔顶 蒸 出的正 丁烷 经塔 顶冷 凝 冷却 控进 入放空 系统 。塔底排 出的反应原料 进入反应部分 。 器冷 至 4 0 q C 后进入塔 顶 回流罐 。冷凝液 经 回流 泵升压 后 , 一部 2 . 2 反 应压缩部分 分返 回塔 顶 作为 回流 , 另一 部分 出装 置 。塔 底 异辛烷 产 品 , 经 烯烃 与异 丁烷 的反 应 , 主 要是 在硫 酸催 化剂 的 存在 下 , 二 脱异 丁烷塔进 料一 塔 底产 品换 热器 、 碱水 一 异辛烷 换热 器与塔进 者通 过 某些 中间反应 生成 汽 油馏份 的过 程 。从脱 丙烷 塔 底来 料和 循 环碱 液换 热 , 再 经异 辛烷 冷 却器 冷却到 4 0 ℃后 , 经 泵送 的碳 四馏分 换热后 与脱异 丁烷塔 顶来 的循 环异 丁烷混 合后 , 与 出装 置。 反应 器净流 出物 在进料一 流出物换热 器中换冷 至约 1 2 . 5  ̄ C , 产生 3结语 的游 离水 经原料 脱水器分 出 , 从而使 该物流 中的游 离水含 量降 本文介 绍了典 型烷基 化装 置的工艺 技术及 特点 , 详细 介绍 至1 0 p p m( w) 以下 。然 后 , 该 物流 再 与循 环冷 剂直 接混 合 并使 了烷 基化 装置的 工艺流程 。该 流程优 化换热设 计 , 降低 装置能 温度 降低至 约 3 ℃进 入反应器 。 耗, 提 高 了装 置 的 整 体操 作水 平 ; 采 用 采 用 集 散 型控 制 系统 烯烃 和异 丁烷 进料 与循 环 异丁 烷和 冷剂 一起 进 入两 台并 ( D C S ) , 实现 集 中监 视和 先进 过程控 制 、 协调 操作 参数 , 提 高 工 联 的反 应 器 , 在 反应 器中 以浓硫 酸做 催化 剂 , 发 生烯 烃与 异丁 艺装 置和 系统 工程的 自 动化 水平及综合 管理水平 。 烷 之 间的烷 基化 反应 。从 反应 器 中 引出反应 完 全的 酸一 烃乳 作者 简介 : 王硕 , 工程 师 , 2 0 0 5 年 毕业于 河 北工 业大 学化 学工 程 化液, 直接 进入酸沉 降器 , 使烃类与硫酸 分离 。 与工 艺 专业 。主要 从事 化 工设 计方 面的 工作 。
烷基化装置生产工艺讲义.

设备名称
苯汽提塔塔顶泵 苯汽提塔塔底泵 脱烷烃汽提塔塔顶泵 脱烷烃汽提塔塔底泵 冲洗液泵 再蒸塔塔顶泵 再蒸塔塔底泵 回收塔塔底泵 真空泵(干式) 污水泵 芳烃回收泵 回收塔塔顶泵
烷基化装置工艺流程说明
• 一、反应器系统
• a.反应系统
• 从脱氢装置来的烷烯烃先经HF酸汽提塔进料换热 器E-1203A/B壳程降温后,烷烯烃与新鲜苯和循 环苯混合物料合在一起经烃进料冷却器E-1204壳 程冷却,冷却后的物料与含酸苯进行混合一起进 入静态混合器M-1202;之后此股物料再与循环酸 与含苯酸混合物料进行混合后进入下一段混合器 M-1201,这后再经过联合进料冷却器E-1205管程 冷却后进入烷基化反应器T-1202。
发生强烈反应,其蒸汽比空气重,能在较低处扩散到很远的地方,遇明火会 引起回燃。若遇高热,容器内压增大,有开裂和爆炸的危险。流速过快,容 易产生和积聚静电。
烷基化装置物料物化性质
• 4、氢氧化钾: • 分子式 KOH • a.物化性质: • 外观及性壮:易潮解白色固体 • 熔点:360℃ • 沸点:1320℃ • 相对密度: • 禁忌物/禁忌:水、潮湿、金属、酸、易燃物、易爆物、
<3 <200
室温下饱和 2(最大)
烷基化装置成品指标
• 工业烷基苯指标
项目
优等品
指标 一等品
色泽/Hazen ≤
10
20
折光指数nD20
1.4820~ 1.4850
1.4820~ 1.4870
密度(20℃)/g/mL)
0.855~0.870
溴价/(gBr/100g) ≤
0.02
0.03
可磺化物/ % ≥
烷基化装置工艺原理
• 装置的分馏原理
烷基化工艺流程

烷基化工艺流程烷基化是一种常见的化学反应,通过将烷烃与烷基化试剂反应,生成含有烷基基团的化合物。
烷基化工艺流程主要包括反应准备、反应条件、反应过程和反应后处理等环节。
反应准备是烷基化的第一步,包括原料准备和试剂准备。
首先,需要准备烷烃原料。
常见的烷烃原料有甲烷、乙烷、丙烷等。
其次,需要准备烷基化试剂,常见的烷基化试剂有氯甲烷、氯乙烷、氯丙烷等。
反应准备的最后一步是准备催化剂。
烷基化反应常使用酸性催化剂,如硫酸、磷酸等。
反应条件是烷基化的关键环节。
反应条件的选择需要考虑催化剂的选择、反应温度和反应压力等因素。
通常,反应温度较低,一般在0-100摄氏度之间,并且需要控制压力,通常在常压或略高于常压条件下进行。
此外,反应时间也是需要控制的重要因素。
反应时间一般根据反应的速率和产率需求来确定。
反应过程是烷基化的核心环节。
首先,在反应容器中加入原料和试剂。
然后,加入催化剂,并控制好反应温度和压力。
反应过程中,需要不断搅拌反应物,以保证反应均匀进行。
随着反应的进行,观察反应物的变化,可以通过各种分析方法来监测反应的进展。
反应结束后,需要对反应混合物进行分离,逐步分离出产物。
反应后处理是烷基化的最后一步。
在反应之后,常常需要进行产物的纯化和分离。
主要的分离方式有提取、蒸馏和结晶等。
此外,还需要对产物进行洗涤和干燥等处理,以提高纯度和质量。
最后,通过分析测试,确定产品的质量和性能。
总结起来,烷基化工艺流程包括反应准备、反应条件、反应过程和反应后处理等环节。
在实际应用中,需要根据具体反应的要求来选择不同的原料、试剂和催化剂,并控制好反应条件,以保证反应的顺利进行。
同时,反应后处理的分离和纯化也是非常重要的,以得到高质量的烷基化产物。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
烷基化装置工艺流程说明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:1.原料加氢精制自MTBE 装置来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-反应器进料换热器(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液化气进入加氢液化气缓冲罐(104-D-102),加氢裂化液化气由脱轻烃塔进料泵(104-P-102)抽出与反应器(104-R-101)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1.7MPa(g)。
塔顶排出的轻组分经脱轻烃塔顶冷凝器(104-E-103A/B)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(PIC-10401)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(104-C-101)顶回流,另一部分作为液化气送出装置。
塔底抽出的碳四馏分经(104-E-104)与原料换热后再经碳四馏分冷却器(104-E-105)冷至40℃进入烷基化部分。
塔底重沸器(104-E-102)采用0.45MPa 蒸汽加热,反应器(104-R-101)进料加热器使用1.0MPa 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≤100ppm,二甲醚≤100ppm。
2.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的过程。
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)中换冷至约11℃,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3.0-6.0℃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—烃乳化液经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,分出的酸液循下降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(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(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,吸收热量带走反应热。
汽-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-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31℃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-202)抽出送至反应器进料管线与原料碳四直接混合。
从闪蒸罐气相空间出来的烃类气体至致冷压缩机(104-K-201)。
闪蒸罐有一个分酸罐(104-D-208)置于该容器下方,可借助分酸罐上的液面计观察酸烃界面。
正常情况下,分酸罐的酸位很低。
当反应器内的取热管束发生泄漏时,酸罐内将会发现大量硫酸。
99.2%的新鲜硫酸先连续进入流出物精制和产品分馏部分的流出物酸洗罐(104-D-209)洗涤反应流出物,然后再补入反应器。
随浓硫酸进入反应器的酸酯,在反应器中参加反应,增加烷基化油的产率。
3.致冷压缩部分反应器的进料温度要求为3~6.0℃,这一温度是由在反应器进料中混入低温循环冷剂来实现的。
为此,需有一套相应的致冷系统来满足这一要求。
此外,为达到烷基化装置内的丙烷和异丁烷进出量平衡,特别是防止丙烷在装置内设备中的积聚,还需要从致冷部分引出一股抽出丙烷物流送出装置。
闪蒸罐气相空间的平衡蒸汽,由挡板两侧汇集至出口管,再进入压缩机。
致冷压缩机为中间补气式两级离心压缩机。
从(104-D-203) 来的烃类气体进入压缩机一级入口,补充进入二级入口的气体来自节能罐(104-D-207)顶部。
上述气体经压缩机压缩至8.2kg/cm2(a)后先经冷剂空冷器(104-A-201)初步冷却,再经冷剂后冷器(104-E-202)进一步冷凝,冷凝的烃类液体进入冷剂罐(104-D-204)。
该液体的绝大部分经(104-E-203)冷却后进入节能罐(104-D-207),并在节能罐的压力下闪蒸,富含丙烷的气体返回压缩机二级入口,节能罐流出的液体去闪蒸罐,经降压闪蒸使冷剂温度降低至-10℃左右,用循环冷剂泵抽出送至反应器烯烃进料入口循环。
冷剂罐一小部分烃类液体作为抽出丙烷经抽出丙烷泵(104-P-203)升压送出,先经抽出丙烷碱洗混合器(104-M-201)与碱液混合,再进入抽出丙烷碱洗罐(104-D-205)进行碱洗,以中和可能残留的微量酸;从抽出丙烷碱洗罐流出的丙烷经抽出丙烷水洗混合器(104-M-202)与除盐水混合后,再进入丙烷脱水器(104-D-206)脱水,脱水后的丙烷经冷却器(104-E-204)冷却至40℃左右后送出装置。
4.流出物精制和产品分馏部分从反应部分来的反应流出物中含有少量的夹带酸和烯烃与硫酸反应所生成的中性硫酸酯。
这些酯类如不加以脱除,将在下游异丁烷塔的高温条件下分解放出SO2,遇到水份,则会造成塔顶系统的严重腐蚀。
此外,酸酯还可能导致脱异丁烷塔重沸器的结垢。
因此,必须予以脱除,本装置采用酸洗及碱洗的方法进行脱除,即用99.2%的硫酸洗后再用12%的NaOH 脱除微量酸。
与混合碳四换热后的反应流出物进入酸洗系统,与循环酸和补充新鲜酸在流出物酸洗混合器(104-M-203)内进行混合后,进入流出物酸洗罐(104-D-209)。
99.2%的浓硫酸以新酸泵(104-P-219)连续送入酸洗系统(补充新酸量要满足反应器的需要),它可以吸收反应流出物中的绝大部分硫酸酯。
流出物烃类和酸在酸冼罐中分离,可使烃类流出物中酸含量降低至10ppm(体积)。
酸则连续送至反应器作为催化剂使用。
酸洗后的流出物与循环碱液在流出物碱洗混合器(104-M-204)中混合后,至流出物碱洗罐(104-D-210)将微量酸脱除,同时将流出物中携带的微量硫酸酯水解脱除。
含硫酸钠和亚硫酸盐的碱水,自流出物碱洗罐底部用碱洗循环泵(104-P-206)抽出,经与烷基化油换热后送回混合器入口进行循环。
根据碱洗系统的操作情况,以注碱泵间断向系统中补充12%浓度的新鲜碱液,以维持循环碱水的PH 值在10±1之间。
从(104-D-210)出来的流出物先经流出物水洗混合器(104-M-205)与除盐水进行混合后,再进入流出物水洗罐(104-D-211)进行烃和水的分离。
0.45MPa除盐水自装置外部进入,首先经过FIC-30202控制一定流量进入除盐水罐(104-D-306),然后经过除盐水泵(104-P-208)抽出后与流出物混合进入流出物水洗混合器(104-M-205)。
流出物水洗罐(104-D-211)中的除盐水经过流出物水洗循环泵(104-P-207)抽出后与碱水循环泵(104-P-206)来的循环碱水混合后进入烷基化油-循环碱水换热器(104-E-205)。
从104-D-211 顶出来的流出物经烷基化油-异丁烷塔进料换热器(104-E-213)换热后进入脱异丁烷塔(104-C-201)。
脱异丁烷塔的目的是将异丁烷分出,内设60 层塔板,塔顶压力控制在0.63Mpa(a)。
塔顶馏出物经脱异丁烷塔顶空冷器(104-A-202)进行初步冷却,再经过异丁烷塔后冷器(104-E-207)冷凝后进入塔顶回流罐(104-D-212)。
冷凝液经脱异丁烷塔回流泵(104-P-209)抽出,一部分返回104-C-201顶作为回流,另一部分经循环异丁烷冷却器(104-E-208)冷却至40℃后作为循环异丁烷返回反应部分,以保证反应器总进料中适当的异丁烷和烯烃比例,多余的异丁烷送出装置。
从脱异丁烷塔(104-C-201)底抽出的烃类自压送入脱正丁烷塔(104-C-202)。
脱异丁烷塔重沸器(104-E-209)的热源为1.0Mpa 蒸汽,凝结水回收至凝结水回收罐(104-D-304)。
脱正丁烷塔的目的是将正丁烷与烷基化油分开,内设30 层塔板,塔顶压力控制在0.52Mpa(a)。
104-C-202 顶馏出物经正丁烷塔顶冷凝器(104-E-210)冷凝后进入正丁烷塔顶回流罐(104-D-214),冷凝液用正丁烷塔回流泵(104-P-210)抽出,一部分做为104-C-202顶回流,另一部分经正丁烷产品冷却器(104-E-211)冷却至40℃后送出装置。
塔底烷基化油用烷基化油产品泵(104-P-211)抽出,经104-E-205、104-E-213 换热后,再经烷基化油冷却器(104-E-214)冷却至40℃后送出装置。
脱正丁烷塔重沸器(104-E-212)的热源为1.0Mpa蒸汽,凝结水回收至凝结水回收罐(104-D-304)。
5.化学处理部分装置设有新鲜酸(99.2%H2SO4)贮罐、废酸罐和备用罐,用以接收装置外送来的新鲜硫酸及装置产生的废酸。
罐内以氮气覆盖,防止空气中的水分进入罐内造成酸的稀释和设备腐蚀。
本装置设有排酸罐(104-D-216),正常操作时它接收自反应部分酸沉降器送来的废酸,用作废酸缓冲及分离出所携带的烃类;事故状态时接收含酸系统容器安全阀的放空物流,并使酸和烃分离;停工时接受含酸系统容器的含酸排放物流。