輕汽油醚化裝置降低能耗的措施

朱思源

摘要：本文主要闡述中石油云南石化公司輕汽油醚化裝置的節(jié)能優(yōu)化操作，在優(yōu)化工作開展之后，醇烯比從原本的1.4降到1.35，分餾塔的壓力也從原本的0.25MP a降到0.24MPa，塔底的操作溫度從119℃降低到117℃，通過各項工作的開展措施，最終達到了節(jié)能降耗的工作開展目標。

關(guān)鍵詞：輕汽油醚化裝置;降低能耗;措施

前言：

在中石油云南石化有限公司工作的開展中，針對于輕汽油醚化裝置自身的特點，通過降低分餾塔甲醇回收，通過不斷的摸索降低蒸汽消耗的最小值，從而達到最終工作開展的目標。本文主要針對輕汽油醚化裝置在體制增效降低裝置能耗工作開展過程中的相關(guān)措施加以分析，同時針對于裝置在平穩(wěn)運行狀態(tài)下降低運行參數(shù)展開探究。

一、裝置工藝流程

在中石油云南石化有限公司輕汽油醚化裝置應(yīng)用的過程中，使用的是LEN-2輕汽油醚化技術(shù)，該裝置在2017年一次開車成功，并且已經(jīng)平穩(wěn)的運行了3 a。LEN-2輕汽油醚化技術(shù)，將汽油作為工作開展的原料，因為輕汽油中有著較多的C5、C6等，其可以與甲醇之間發(fā)生酶化反應(yīng)進而生成高辛烷值的醚類化合物，以此有效的降低輕汽油中的烯烴含量與蒸汽壓，促使輕汽油的辛烷值提升，同時也降低了甲醇轉(zhuǎn)化為高附加產(chǎn)品的汽油中間產(chǎn)品，促使煉油廠整體經(jīng)濟效益得以提升。

烯烴的含量是比較高的，并且辛烷值高的輕汽油會與甲醇之間通過混合，形成醚化一反、醚化二反等，在進入到分餾塔之間就會進行輕重組分分離，其塔頂?shù)妮p組分會進入到醚化三之后才進入到萃取塔中，其分離出的物質(zhì)沒有參與醚化的反應(yīng)，主要是甲醇、C4、C5醚類混合物，C4、C5醚類混合物會與分餾塔底的一些重組分之間混合，繼而就會得到醚化的輕汽油產(chǎn)品，將其運送到全廠的汽油調(diào)合池中。經(jīng)過萃取塔的反應(yīng)分離之后，可以得到甲醇與水的混合物，甲醇回到回收塔之后可以得出純度為99.9%的甲醇，繼而返回到原料系統(tǒng)中加以重復(fù)的使用[1]。

二、影響醚化裝置能耗的主要因素

根據(jù)表1中的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，可以得出輕汽油的醚化裝置，主要是由蒸汽、電以及循環(huán)水等組建而成，其中蒸汽的能耗占據(jù)了整體裝置的96.8%，也是裝置能耗主要的組成部分;電耗只占據(jù)了7.53%。電耗主要是應(yīng)用在電機與空冷器中，空冷器的應(yīng)用采取的是一半工頻一半變頻的方法，能夠根據(jù)溫度差實現(xiàn)對空冷器出口溫度的有效調(diào)節(jié)，整體電量降低的幅度并不大，在整個設(shè)計中存在一些不足，醚化的分餾塔與甲醇的回收塔使用的是固定氮氣補壓的方法，需要有固定的氮氣消耗量，所以需要降低蒸汽耗能有效降低輕汽油的能耗。

三、優(yōu)化措施和效果

（一）醇烯比調(diào)整

1調(diào)整措施和效果

所謂的輕汽油醚化裝置在應(yīng)用過程中出現(xiàn)的醇烯比，指的是進料的甲醇與活性烯烴之間的摩爾比，通過增加適當?shù)拇枷┍?，可以更好的提升叔碳烯烴的醚化轉(zhuǎn)化率。主要是因為在叔碳烯烴與甲醇發(fā)生反應(yīng)的過程中，就是一個親電加成的過程，在使用酸性陽離子交換樹脂催化劑的作用發(fā)揮之下，促使叔碳烯烴產(chǎn)生質(zhì)子化的反應(yīng)，繼而形成一種活性的中間體正碳離子，其可以快速的與親核劑之間相互結(jié)合，產(chǎn)生相應(yīng)的醚化物。當醇烯摩爾比達到一定的數(shù)值之后，其針對于叔碳烯烴的轉(zhuǎn)換率產(chǎn)生的影響并不明顯，此時醇烯比就會過大，且甲醇的剩余量也是比較大的，就導(dǎo)致甲醇的回收成本較高;當醇烯比較低時，也會導(dǎo)致叔碳烯烴轉(zhuǎn)化效率降低，導(dǎo)致工作中輕汽油系統(tǒng)含量以及相應(yīng)生成物的無限降低，促使醚化汽油的辛烷值不斷提升。根據(jù)醇烯摩爾比對轉(zhuǎn)化率所造成的影響來講，需要在設(shè)計時將其控制在1.3-1.5之間，實際操作時將其控制在1.4，具體比值如下表所示。

在實驗開展中需要保持一反與二反在入口處溫度的不變，適當?shù)木蛺勰莻€地醇烯比數(shù)值，考慮使用醚化催化劑展開運行，將醇烯比有效的從1.4降低到1.32。

2調(diào)整后出現(xiàn)的問題及處理

當醇烯比從1.4降低到1.32之后，在經(jīng)過12h的運轉(zhuǎn)，可以發(fā)現(xiàn)醚化裝置的一反溫度逐漸的上升到28.7℃。主要是因為甲醇的進料減少，促使輕汽油中的烯烴在催化劑中聚合，釋放出大量的熱量，導(dǎo)致溫度的上升。

（二）分餾塔操作調(diào)整

1操作條件調(diào)整和效果

使用醚化分餾塔，在經(jīng)過一反與二反的反應(yīng)之后，實現(xiàn)甲醇與醚化輕汽油有效的分離，此時C5和甲醇也會形成共沸物，在醚化分餾塔中，使用甲醇過量時與沒有發(fā)生反應(yīng)的C5達到塔頂時，促使C5、甲醇與TAME，THx ME及C6分餾，此時的塔底就會包含TAME，THx ME及C6的醚化產(chǎn)品。

2調(diào)整后出現(xiàn)的問題及處理

經(jīng)過實踐運行的開展之后，實驗室在研究之后得出醚化汽油產(chǎn)品的反饋，其中的甲醇質(zhì)量從0.15%上升到了1.36%，嚴重的超過了公司的指標。主要是因為分餾塔低的溫度比較低，甲醇在沒有得到閃蒸就已經(jīng)到了分餾塔的回流罐中，這對最終的汽油產(chǎn)生造成嚴重的影響，就需要進一步開展相關(guān)的優(yōu)化措施。

結(jié)語：

（1）在實際工作開展中，使用醚化裝置能夠有效的降低醇烯比、降低分餾塔操作壓力，以此降低裝置的整體能耗水平降低，但是需要注重產(chǎn)品質(zhì)量的變化。

（2）在進行醚化裝置甲醇回收塔工作開展的過程中，可以使用降壓和降回流量的操作方式，滿足循環(huán)甲醇質(zhì)量的最低塔低的操作溫度和流量需求。

參考文獻：

[1]馬艷軍. 汽油加氫裝置辛烷值損失降低措施優(yōu)化分析[J]. 中國石油和化工標準與質(zhì)量，2021，41（07）：27-28.