烷基化裝置摻煉醚前碳四的應(yīng)用措施與效果

向 杰 ， 趙曉晨

(中國石化 洛陽分公司 ， 河南 洛陽 471012)

1 裝置簡介

某廠20萬t/a烷基化裝置采用的是中石化石油化工科學(xué)研究院、中石化洛陽工程有限公司、石家莊煉化分公司和華東理工大學(xué)聯(lián)合開發(fā)的易維護(hù)低溫硫酸烷基化(SINOALKY?)工藝技術(shù)。開工以后，各項(xiàng)指標(biāo)正常，裝置運(yùn)行平穩(wěn)。根據(jù)煉廠夏季汽油調(diào)和實(shí)際情況，烷基化油具有辛烷值高、飽和蒸氣壓低等特點(diǎn)，用于汽油調(diào)和正好彌補(bǔ)煉廠夏季汽油辛烷值低、飽和蒸氣壓高的特點(diǎn)，多產(chǎn)烷基化油能夠提高煉廠效益。

2 原料現(xiàn)狀分析

烷基化裝置烷基化油的產(chǎn)量受原料中有效烯烴影響較大，加工原料為上游裝置供應(yīng)的醚后碳四，受上游原料影響，醚后碳四組分中烯烴含量波動(dòng)較大，比設(shè)計(jì)烯烴含量低，造成烷基化油收率偏低。經(jīng)調(diào)研和優(yōu)化攻關(guān)，在烷基化進(jìn)料中摻煉少量醚前碳四，提高原料中的烯烴含量，達(dá)到增產(chǎn)烷基化油的目的。選取煉廠10月醚前碳四、醚后碳四各指標(biāo)，分析數(shù)據(jù)與裝置進(jìn)料設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)對比見表1。

從表1中可以看到，醚后碳四中烯烴含量比設(shè)計(jì)低8.06%，醚前碳四中的總烯烴含量比醚后碳四高16.39%，主要是醚前碳四中異丁烯含量比醚后碳四高10.76%。異丁烯活性比正丁烯高，易發(fā)生自身聚合，降低系統(tǒng)酸濃度，增加酸耗[1]。同時(shí)，醚前碳四中含有少量雜質(zhì)，在醚后碳四中摻煉少量醚前碳四，經(jīng)混合稀釋后進(jìn)料中含有少量影響烷基化反應(yīng)的雜質(zhì)組分(如丁二烯、水等)，不會(huì)對烷基化裝置的產(chǎn)品質(zhì)量、能耗、酸耗等產(chǎn)生較大影響，但能夠提高烷基化進(jìn)料中的烯烴含量，從而達(dá)到多產(chǎn)烷基化油的目的[2]。

表1 煉廠醚前、醚后碳四性質(zhì)與裝置原料設(shè)計(jì)對比 %

3 優(yōu)化內(nèi)容及措施

烷基化裝置摻煉醚前碳四是提高烷基化油產(chǎn)量的一次攻關(guān)優(yōu)化，還未有相關(guān)裝置經(jīng)驗(yàn)借鑒，與專家及設(shè)計(jì)人員交流之后，在保證裝置正常平穩(wěn)運(yùn)行的前提條件下進(jìn)行少量醚前碳四摻煉。具體措施和內(nèi)容如下。

3.1 增加摻煉醚前碳四流程

因煉廠罐區(qū)無直接摻煉醚前碳四流程，只能依托烷基化裝置現(xiàn)有流程，通過裝置內(nèi)流程進(jìn)行摻煉。烷基化裝置丙烷開工流程未投用，部分流程能夠作為摻煉醚前碳四使用，在原丙烷進(jìn)裝置流量計(jì)和調(diào)節(jié)閥后新加流程至醚后碳四原料罐，罐區(qū)利用原丙烷泵向烷基化供醚前碳四，裝置內(nèi)用原丙烷流量計(jì)和調(diào)節(jié)閥實(shí)現(xiàn)流量的監(jiān)控和調(diào)節(jié)。具體流程如圖1所示。

圖1 摻煉醚前碳四流程

3.2 優(yōu)化裝置參數(shù)，保證裝置平穩(wěn)運(yùn)行

裝置加工醚前碳四屬于裝置原料的重大變更，需要進(jìn)行大量的摸索和驗(yàn)證工作。在裝置摻煉醚前碳四前，各參數(shù)必須穩(wěn)定，防止摻煉醚前碳四裝置產(chǎn)生生產(chǎn)波動(dòng)，同時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對比。主要通過以下措施來進(jìn)行：①增加醚前碳四和醚后碳四化驗(yàn)頻次，聯(lián)系上游裝置保證原料性質(zhì)相對穩(wěn)定，甲醇、二甲醚和水等雜質(zhì)含量穩(wěn)定可控；②調(diào)整操作，保證烷基化油產(chǎn)品質(zhì)量合格，即辛烷值≥95，蒸氣壓35～50 kPa，干點(diǎn)≤202 ℃，銅片腐蝕1級，無可溶性酸堿；③調(diào)整異丁烷塔和正丁烷塔操作，保證異丁烷純度≥88%，正丁烷純度≥95%；④調(diào)整脫輕烴塔操作，底溫高控，脫除部分水、甲醇、二甲醚等雜質(zhì)；⑤調(diào)整補(bǔ)新酸量，保持反應(yīng)系統(tǒng)酸濃度穩(wěn)定維持在91%以上；⑥保證新酸罐液位處于上漲趨勢，烷基化裝置新酸消耗量低于廢酸再生裝置新酸產(chǎn)出量。

3.3 摻煉醚前碳四，精細(xì)調(diào)整各項(xiàng)操作

裝置平穩(wěn)運(yùn)行后開始進(jìn)行摻煉醚前碳四操作，醚后碳四降至31 t/h，在此基礎(chǔ)上摻煉醚前碳四，醚前碳四按照2 t/h進(jìn)裝置，總進(jìn)料量維持33 t/h滿負(fù)荷運(yùn)行。醚前碳四進(jìn)入系統(tǒng)后，通過以下措施來控制：①嚴(yán)格按照指標(biāo)要求穩(wěn)定控制烷烯比、酸烴比、氫烯比、反應(yīng)溫度等關(guān)鍵操作參數(shù)； ②增加辛烷值、干點(diǎn)、蒸氣壓等質(zhì)量指標(biāo)化驗(yàn)頻次，及時(shí)根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行操作調(diào)整；③密切關(guān)注醚前碳四和醚后碳四質(zhì)量分析，當(dāng)組成和雜質(zhì)含量發(fā)生大幅波動(dòng)后及時(shí)聯(lián)系上游裝置調(diào)整改善；④及時(shí)調(diào)整反應(yīng)系統(tǒng)酸濃度，始終維持系統(tǒng)酸濃度≥91%，以保證烷基化產(chǎn)品質(zhì)量[3]。

4 效果

摻煉醚前碳四期間，裝置運(yùn)行平穩(wěn)，各項(xiàng)指標(biāo)正常，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。摻煉醚前碳四期間烷基化裝置產(chǎn)品質(zhì)量見表2。

表2 烷基化裝置產(chǎn)品質(zhì)量

摻煉醚前碳四2 t/h期間(摻煉醚前碳四前后20天數(shù)據(jù)對比)，原料烯烴含量上升1.91%，平均酸耗90 kg/t，烷基化油收率提高2.93%，平均每天多產(chǎn)烷基化油23.2 t，數(shù)據(jù)見表3。

表3 烷基化油收率對比

5 結(jié)論

烷基化油作為高辛烷值汽油調(diào)和組分，提高烷基化裝置烷基化油的收率能夠直接提高煉廠效益。提高烷基化油收率必須首先提高烷基化進(jìn)料中的烯烴含量，醚后碳四烯烴的含量無法再提高時(shí)，煉廠可根據(jù)實(shí)際情況在保證烷基化油產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，醚后碳四原料中摻煉少量醚前碳四能夠提高原料中的烯烴含量，從而多產(chǎn)烷基化油。