烷基化工藝說明

1、目 錄1 概述32 工藝設(shè)計(jì)技術(shù)方案4 3 原料及產(chǎn)品性質(zhì)54 裝置物料平衡75 工藝流程簡述86 主要設(shè)備選型說明147 消耗指標(biāo)及能耗148 裝置定員219 環(huán)境保護(hù)2210 職業(yè)安全衛(wèi)生2311 裝置對(duì)外協(xié)作關(guān)系2912 設(shè)計(jì)執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)目錄311 概述該烷基化裝置采用硫酸烷基化工藝，公稱規(guī)模為16萬噸/年。1.1 設(shè)計(jì)依據(jù)1.1.2 DUPONT 公司提供的硫酸烷基化工藝包；1.2 裝置概況裝置原料：本裝置原料為上游MTBE裝置提供的未反應(yīng)碳四餾分、加氫裂化液化氣，前處理所需的少量氫氣由制氫裝置提供。裝置建設(shè)規(guī)模： 根據(jù)MTBE裝置所提供的液化氣量及液化氣中的烯烴含量，實(shí)際可生產(chǎn)烷基化油

2、約13.13萬噸/年，本裝置設(shè)計(jì)規(guī)模為16萬噸/年烷基化油。裝置建設(shè)性質(zhì)：在酸催化劑的作用下，液化氣中的異丁烷與烯烴反應(yīng)生成高辛烷值汽油調(diào)合組分-烷基化油。1.3設(shè)計(jì)原則：1）選用成熟可靠的工藝技術(shù)和控制方案，使設(shè)計(jì)的裝置達(dá)到安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)操作。2）優(yōu)化工藝流程并推廣應(yīng)用新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備、新材料，降低生產(chǎn)成本同時(shí)降低裝置能耗，提高產(chǎn)品質(zhì)量檔次。3）在保證技術(shù)先進(jìn)、裝置生產(chǎn)安全可靠的前提下，降低能耗并盡量降低工程造價(jià)，節(jié)省投資。4）為了降低工程投資，按照“實(shí)事求是、穩(wěn)妥可靠”的原則，提高國產(chǎn)化程度，所需設(shè)備立足國內(nèi)解決，只引進(jìn)在技術(shù)、質(zhì)量等方面國內(nèi)難以解決的關(guān)鍵設(shè)備、儀器、儀表。5）采

3、用DCS 集中控制，優(yōu)化操作，以提高裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性，提高產(chǎn)品收率和質(zhì)量。6）嚴(yán)格執(zhí)行國家、地方及主管部門制定的環(huán)保和職業(yè)安全衛(wèi)生設(shè)計(jì)規(guī)定、規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)，減少“三廢”排放，維護(hù)周邊生態(tài)環(huán)境，實(shí)行同步治理，滿足清潔生產(chǎn)的要求。1.4 裝置組成： 本裝置由原料精制、反應(yīng)、流出物精制和產(chǎn)品分餾、化學(xué)處理等幾部分組成。裝置運(yùn)行時(shí)數(shù)和操作班次： 裝置年開工時(shí)間按8400小時(shí)計(jì)，操作班次按四班三倒。1.5 設(shè)計(jì)范圍本設(shè)計(jì)范圍為本裝置所涉及的設(shè)備、管道、儀表、配電等，裝置有關(guān)分析化驗(yàn)項(xiàng)目由中心化驗(yàn)室承擔(dān)。2 工藝設(shè)計(jì)技術(shù)方案烷基化裝置是以液化氣中的烯烴及異丁烷為原料，在催化劑的作用下烯烴與異丁烷反應(yīng)，生成烷基

4、化油的氣體加工裝置。本裝置包括原料加氫精制和烷基化兩部分。原料加氫精制的目的是通過加氫脫除原料中的丁二烯。因?yàn)槎《┦峭榛磻?yīng)中主要的有害雜質(zhì)，在烷基化反應(yīng)過程中，丁二烯會(huì)生成多支鏈的聚合物，使烷基化油干點(diǎn)升高，酸耗加大。脫除原料中的丁二烯采用選擇性加氫技術(shù)，該技術(shù)已在國內(nèi)多套烷基化裝置上應(yīng)用，為國內(nèi)成熟技術(shù)。由于MTBE裝置所提供的未反應(yīng)碳四餾分中烷烯比不足，需補(bǔ)充部分異丁烷，因此引入部分加氫裂化液化氣，與加氫后的碳四餾分混合進(jìn)入脫輕烴塔，分離出滿足烷烯比要求的碳四餾分。以液體酸為催化劑的烷基化工藝可分為硫酸烷基化和氫氟酸烷基化，兩種工藝都為成熟的技術(shù)，在國內(nèi)外都有廣泛應(yīng)用。本設(shè)計(jì)采用的是

5、DUPONT公司的硫酸烷基化工藝，該技術(shù)具有如下特點(diǎn)：1）采用反應(yīng)流出物致冷工藝：利用反應(yīng)流出物中的液相丙烷和丁烷在反應(yīng)器冷卻管束中減壓閃蒸，吸收烷基化反應(yīng)放出的熱量。反應(yīng)流出物經(jīng)過氣液分離后，氣相重新經(jīng)壓縮機(jī)壓縮、冷凝，抽出部分丙烷后，再循環(huán)回反應(yīng)器。與閉路冷凍劑循環(huán)致冷或自冷式工藝相比，流出物致冷工藝可使得反應(yīng)器內(nèi)保持高的異丁烷濃度，而從脫異丁烷塔來的循環(huán)異丁烷量最低。此外，在這種致冷流程中采用了節(jié)能罐，使部分富丙烷物流在中間壓力下閃蒸汽化后進(jìn)入壓縮機(jī)第二段，從而節(jié)約能量。2）STRATCO公司反應(yīng)部分循環(huán)異丁烷與烯烴預(yù)混合后再經(jīng)噴嘴進(jìn)入反應(yīng)器，酸烴經(jīng)葉輪攪拌，在管束間循環(huán)，機(jī)械攪拌使酸烴

6、形成具有很大界面的乳化液，烴在酸中分布均勻，減小溫度梯度，減少副反應(yīng)發(fā)生。3）反應(yīng)流出物采用濃酸洗、堿水洗工藝：反應(yīng)流出物中所帶的酯類如不加以脫除，將在下游異丁烷塔的高溫條件下分解放出SO2，遇到水份，則會(huì)造成塔頂系統(tǒng)的嚴(yán)重腐蝕。因此，必須予以脫除，本裝置采用濃酸洗及堿洗的方法進(jìn)行脫除，與傳統(tǒng)的堿洗相比，能有效脫除硫酸酯，即用99.2%的硫酸洗后再用12%的NaOH 脫除微量酸。3 原料與產(chǎn)品性質(zhì)3.1 原料3.1.1 MTBE 裝置所提供的液化氣組成如下：名稱wt組分C3H60.06C3H80.08IC4H1042.43IC4H80.57C4H8-113.13NC4H109.06TC4H81

7、8.52CC4H816.03C5H1030ppmH2O0.05CH3OH50ppmMTBE50ppmTBA10ppmDME0.05合計(jì)100 加氫裂化液化氣組成如下：名稱mol%組分C2H61.36C3H830.22IC4H1039.71NC4H1027.21C5H121.24H2O0.26合計(jì)1003.2 產(chǎn)品3.2.1 烷基化油：雷氏蒸氣壓RVP 0.030MPa比重 0.69辛烷值 RON(C) 96.8±0.5MON(C) 93.3±0.53.2.2 丁烷餾分：組分 wt%nC4H10 94.00iC4H10 3.86C5H12 2.14合計(jì) 100.003.2.3

8、 循環(huán)異丁烷：組分 wt%C3H8 1.98iC4H10 87.86nC4H10 10.08C5H12 0.08合計(jì) 100.003.3 催化劑及化學(xué)藥劑3.3.1 加氫催化劑型號(hào) LST-02外觀 灰褐色條狀尺寸 mm (2.02.5)×510堆比重 g/ml 090±005破碎強(qiáng)度 N/cm 200比表面 m2/g 100150比孔容 ml/g 0.30±0.023.3.2 硫酸H2SO4 99.2%3.3.3 活性炭4 裝置物料平衡4.1根據(jù)MTBE 裝置及加氫裂化裝置所提供的液化氣組成，本裝置的物料平衡如下（按設(shè)計(jì)規(guī)模）：物料名稱公斤/時(shí)噸/天萬噸/年進(jìn)料

9、MTBE未反應(yīng)碳四19600470.416.46加氫裂化碳四4902117.654.12氫氣50.12合計(jì)24507588.1720.58出料烷基化油19135459.2416.07正丁烷342282.132.87液化氣146035.041.23燃料氣49011.760.41合計(jì)24507588.1720.584.2按實(shí)際規(guī)模物料平衡如下：物料名稱公斤/時(shí)噸/天萬噸/年進(jìn)料MTBE未反應(yīng)碳四16014384.3413.45加氫裂化碳四400596.123.36氫氣50.12合計(jì)20024480.5816.81出料烷基化油15634375.2213.13正丁烷279667.12.35液化氣119

10、428.661燃料氣4009.60.33合計(jì)20024480.5816.815 工藝流程說明5.1 工藝流程簡述本裝置由原料加氫精制、反應(yīng)、致冷壓縮、流出物精制和產(chǎn)品分餾及化學(xué)處理等幾部分組成，現(xiàn)分別簡述如下： 原料加氫精制自MTBE 裝置來的未反應(yīng)碳四餾分經(jīng)凝聚脫水器（104-D-105）脫除游離水后進(jìn)入碳四原料緩沖罐（104-D-101），碳四餾分由加氫反應(yīng)器進(jìn)料泵（104-P-101）抽出經(jīng)碳四-反應(yīng)器進(jìn)料換熱器（104-E-104）換熱后，再經(jīng)反應(yīng)器進(jìn)料加熱器（104-E-101）加熱到反應(yīng)溫度后與來自系統(tǒng)的氫氣在靜態(tài)混合器（104-M-101）中混合，混合后的碳四餾分從加氫反應(yīng)器（1

11、04-R-101）底部進(jìn)入反應(yīng)器床層。加氫反應(yīng)是放熱反應(yīng)。隨混合碳四帶入的硫化物是使催化劑失活的有害雜質(zhì)。催化劑失活后可用熱氫氣吹掃使其活化。反應(yīng)后的碳四餾分從加氫反應(yīng)器頂部出來與加氫裂化液化氣混合。自液化氣雙脫裝置過來的加氫裂化液化氣進(jìn)入加氫液化氣緩沖罐（104-D-102），液化氣由脫輕烴塔進(jìn)料泵（104-P-102）抽出與反應(yīng)器頂部出來的碳四餾分混合后進(jìn)入脫輕烴塔（104-C-101）。脫輕烴塔（104-C-101）的任務(wù)是脫去碳四餾分中的碳三以下的輕組分，同時(shí)將二甲醚脫除。脫輕烴塔是精密分餾的板式塔，塔頂壓力控制在1.7MPa(g)。塔頂排出的輕組分經(jīng)脫輕烴塔頂冷凝器（104-E-10

12、3）冷凝冷卻后，進(jìn)入脫輕烴塔回流罐（104-D-103）。不凝氣經(jīng)罐頂壓控閥后進(jìn)入全廠燃料氣管網(wǎng)。冷凝液由脫輕烴塔回流泵（104-P-103）抽出，一部分做為脫輕烴塔（104-C-101）頂回流，另一部分作為液化氣送出裝置。塔底抽出的碳四餾分經(jīng)碳四進(jìn)料換熱器（104-E-104）與原料換熱后再經(jīng)碳四餾分冷卻器（104-E-105）冷至40進(jìn)入烷基化部分。塔底重沸器（104-E-102）采用0.45MPa 蒸汽加熱，反應(yīng)器進(jìn)料加熱器使用1.0MPa蒸汽加熱，凝結(jié)水都送至凝結(jié)水回收罐（104-D-304）回收。碳四餾分經(jīng)加氫精制后，丁二烯含量100ppm，二甲醚100ppm。 反應(yīng)部分碳四餾分中的

13、烯烴與異丁烷的烷基化反應(yīng)，主要是在硫酸催化劑的存在下，二者通過某些中間反應(yīng)生成汽油餾份過程。從原料加氫精制部分過來的碳四餾分與脫異丁烷塔（104-C-201）過來的循環(huán)異丁烷混合后，與反應(yīng)器凈流出物在原料-流出物換熱器（104-E-201）中換冷至約11，進(jìn)入原料脫水器（104-D-201）。換冷后的碳四餾分中的游離水在此被分離出去，從而使原料中的游離水含量降至10ppm（重）。脫除游離水的混合碳四餾分與來自閃蒸罐（104-D-203）的循環(huán)冷劑直接混合并使溫度降低至約3.0后分兩路分別進(jìn)入烷基化反應(yīng)器（104-R-201A/B）。烷基化反應(yīng)器是裝有內(nèi)循環(huán)夾套、取熱管束和攪拌葉輪的壓力容器，為

14、STRATCO 公司的專利產(chǎn)品。在反應(yīng)器操作條件下，進(jìn)料中的烯烴和異丁烷在硫酸催化劑存在下，生成烷基化油。反應(yīng)完全的酸烴乳化液經(jīng)一上升管直接進(jìn)入酸沉降器（104-D-202A/B），并在此進(jìn)行酸和烴類的沉降分離，分出的酸液從下降管返回反應(yīng)器重新使用。反應(yīng)沉降系統(tǒng)中酸的循環(huán)是借助在上升管和下降管中物料的比重差自然循環(huán)的，90濃度的廢酸自酸沉降器排放至廢酸脫烴罐。本裝置設(shè)有2 臺(tái)反應(yīng)器，為并聯(lián)操作，即混合碳四分兩路分別進(jìn)入104-R-201A和104-R-201B。而做為催化劑的硫酸為串聯(lián)操作，即補(bǔ)充的新酸進(jìn)入104-D-202A，從104-D-202A 出來的中間酸進(jìn)入104-D-202B，90

15、%的廢酸從104-D-202B 排出。兩組反應(yīng)-沉降系統(tǒng)也可單獨(dú)操作。從酸沉降器分出的烴相經(jīng)壓力控制閥降壓后，流經(jīng)反應(yīng)器內(nèi)的取熱管束部分汽化，吸收熱量脫除反應(yīng)熱。汽液混合物進(jìn)入閃蒸罐（104-D-203）。閃蒸罐是一臺(tái)帶有中間隔板并有共同分離空間的臥式容器。隔板一側(cè)供反應(yīng)流出物進(jìn)行氣液分離，另一側(cè)供循環(huán)冷劑進(jìn)行汽液分離。凈反應(yīng)流出物用流出物泵（104-P-201）抽出在104-E-201 與原料碳四換冷，加熱至約31去流出物精制和產(chǎn)品分餾部分繼續(xù)處理。循環(huán)冷劑則以循環(huán)冷劑泵（104-P-202A/B）抽出送至反應(yīng)器進(jìn)料管線與原料碳四直接混合。從閃蒸罐氣相空間出來的烴類氣體至致冷壓縮機(jī)（104-

16、K-201）。閃蒸罐有一個(gè)分酸罐（104-D-208）置于該容器下方，可借助分酸罐上的液面計(jì)觀察酸烴界面。正常情況下，分酸罐的酸位很低。當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)的取熱管束發(fā)生泄漏時(shí)，酸罐內(nèi)將會(huì)發(fā)現(xiàn)大量硫酸。99.2的新鮮濃硫酸先連續(xù)進(jìn)入流出物精制和產(chǎn)品分餾部分的流出物酸洗罐洗滌反應(yīng)流出物，然后再補(bǔ)入反應(yīng)器。隨濃硫酸進(jìn)入反應(yīng)器的酸酯，在反應(yīng)器中參加反應(yīng)，增加烷基化油的產(chǎn)率。 致冷壓縮部分反應(yīng)器的進(jìn)料溫度要求為36.0，這一溫度是由在反應(yīng)器進(jìn)料中混入低溫循環(huán)冷劑來實(shí)現(xiàn)的。為此，需有一套相應(yīng)的致冷系統(tǒng)來滿足這一要求。此外，為達(dá)到烷基化裝置內(nèi)的丙烷和異丁烷進(jìn)出量平衡，特別是防止丙烷在裝置內(nèi)設(shè)備中的積聚，還需要從致冷

17、部分引出一股抽出丙烷物流送出裝置。閃蒸罐氣相空間的平衡蒸汽，由擋板兩側(cè)匯集至出口管，再進(jìn)入壓縮機(jī)。致冷壓縮機(jī)為中間加氣式兩級(jí)離心壓縮機(jī)，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)。從104-D-203 來的烴類氣體進(jìn)入壓縮機(jī)一級(jí)入口，補(bǔ)充進(jìn)入二級(jí)入口的氣體來自節(jié)能罐（104-D-207）頂部。上述氣體經(jīng)壓縮機(jī)壓縮至0.82MPa（a）后經(jīng)冷劑空冷器（104-A-201）冷凝，冷凝的烴類液體進(jìn)入冷劑罐（104-D-204）。該液體的絕大部分冷卻后進(jìn)入節(jié)能罐（104-D-207），并在節(jié)能罐的壓力下閃蒸，富含丙烷的氣體返回壓縮機(jī)二級(jí)入口，節(jié)能罐流出的液體去閃蒸罐，經(jīng)降壓閃蒸使冷劑溫度降低至-10左右，用循環(huán)冷劑泵抽出送至反應(yīng)器入

18、口循環(huán)。冷劑罐一小部分烴類液體作為抽出丙烷經(jīng)抽出丙烷泵（104-P-203）升壓送至抽出丙烷堿洗罐（104-D-205）進(jìn)行堿洗，以中和可能殘留的微量酸，從抽出丙烷堿洗罐流出的丙烷經(jīng)丙烷脫水器(104-D-206)脫水后送出裝置。 流出物精制和產(chǎn)品分餾部分從反應(yīng)部分來的反應(yīng)流出物中含有少量的夾帶酸和烯烴與硫酸反應(yīng)所生成的中性硫酸酯。這些酯類如不加以脫除，將在下游異丁烷塔的高溫條件下分解放出SO2，遇到水份，則會(huì)造成塔頂系統(tǒng)的嚴(yán)重腐蝕。此外，酸酯還可能導(dǎo)致脫異丁烷塔重沸器的結(jié)垢。因此，必須予以脫除，本裝置采用酸洗及堿洗的方法進(jìn)行脫除，即用99.2%的硫酸洗后再用12%的NaOH脫除微量酸。與混合

19、碳四換熱后的反應(yīng)流出物進(jìn)入酸洗系統(tǒng)，與循環(huán)酸和補(bǔ)充新鮮酸在流出物酸洗混合器（104-M-203）內(nèi)進(jìn)行混合后，進(jìn)入流出物酸洗罐（104-D-209）。99.2的濃硫酸用新酸泵（104-P-219A/B）連續(xù)送入酸洗系統(tǒng)（補(bǔ)充新酸量要滿足反應(yīng)器的需要），它可以吸收反應(yīng)流出物中的絕大部分硫酸酯。流出物烴類和酸在酸冼罐中分離，可使烴類流出物中酸含量降低至10ppm（體積）。酸則連續(xù)送至反應(yīng)器作為催化劑使用。酸洗后的流出物與循環(huán)堿液在流出物堿洗混合器（104-M-204）中混合后，至流出物堿洗罐（104-D-210）將微量酸脫除，從104-D-210 出來的流出物進(jìn)入流出物水洗罐（104-D-211）

20、。含硫酸鈉和亞硫酸鹽的堿水，自流出物堿洗罐底部用堿洗循環(huán)泵（104-P-206A/B）抽出，經(jīng)與烷基化油換熱后送回混合器入口進(jìn)行循環(huán)。根據(jù)堿洗系統(tǒng)的操作情況，以注堿泵間斷向系統(tǒng)中補(bǔ)充12濃度的新鮮堿液，以維持循環(huán)堿水的PH值在810之間。從104-D-211 頂出來的流出物經(jīng)烷基化油-異丁烷塔進(jìn)料換熱器（104-E-213）換熱后進(jìn)入脫異丁烷塔（104-C-201）。脫異丁烷塔的目的是將異丁烷分出，內(nèi)設(shè)60層塔板，塔頂壓力控制在0.73Mpa(a)。塔頂餾出物經(jīng)脫異丁烷塔頂空冷器（104-A-202）冷凝后進(jìn)入塔頂回流罐（104-D-212）。冷凝液經(jīng)脫異丁烷塔回流泵（104-P-209A/B

21、）抽出，一部分返回104-C-201頂作為回流，另一部分經(jīng)循環(huán)異丁烷冷卻器（104-E-208）冷卻至40后作為循環(huán)異丁烷返回反應(yīng)部分，以保證反應(yīng)器總進(jìn)料中適當(dāng)?shù)漠惗⊥楹拖N比例，多余的異丁烷送出裝置。從104-C-201底抽出的烴類自壓送入脫正丁烷塔（104-C-202）。脫異丁烷塔重沸器（104-E-209）的熱源為1.0Mpa蒸汽，凝結(jié)水回收。脫正丁烷塔的目的是將正丁烷與烷基化油分開，內(nèi)設(shè)30層塔板，塔頂壓力控制在0.52Mpa(a)。104-C-202 頂餾出物經(jīng)正丁烷塔頂冷凝器（104-E-210）冷凝后進(jìn)入正丁烷塔頂回流罐（104-D-214），冷凝液用正丁烷塔回流泵（104-P-

22、210A/B）抽出，一部分做為104-C-202頂回流，另一部分經(jīng)正丁烷產(chǎn)品冷卻器（104-E-211A/B）冷卻至40后送出裝置。塔底烷基化油用烷基化油產(chǎn)品泵（104-P-211）抽出，經(jīng)104-E-205、104-E-213 換熱后，再經(jīng)烷基化油冷卻器（104-E-214）冷卻至40后送出裝置。脫正丁烷塔重沸器（104-E-212）的熱源為1.0Mpa蒸汽，凝結(jié)水回收。 化學(xué)處理部分裝置設(shè)有新鮮酸（99.2H2SO4）貯罐、廢酸罐和備用罐，用以接收裝置外送來的新鮮硫酸及裝置產(chǎn)生的廢酸。罐內(nèi)以氮?dú)飧采w，防止空氣中的水分進(jìn)入罐內(nèi)造成酸的稀釋和設(shè)備腐蝕。本裝置設(shè)有排酸罐（104-D-216），正

23、常操作時(shí)它接收自反應(yīng)部分酸沉降器送來的廢酸，用作廢酸緩沖及分離出所攜帶的烴類；事故狀態(tài)時(shí)接收含酸系統(tǒng)容器安全閥的放空物流，并使酸和烴分離；停工時(shí)接受含酸系統(tǒng)容器的含酸排放物流。廢酸在排酸罐中分離出烴類后，用排酸泵（104-P-212）將廢酸送至廢酸貯罐。回收的含酸烴類則用含酸廢油泵（104-P-213）送至反應(yīng)系統(tǒng)。從排酸罐來的含酸油氣進(jìn)入含酸氣堿洗塔（104-C-203）進(jìn)行堿洗中和，該塔內(nèi)裝6 層塔板。自排酸罐來的酸性氣，流經(jīng)含酸氣堿洗塔時(shí)被中和后排至火炬系統(tǒng)。塔底堿液用堿洗塔循環(huán)泵抽出返回塔內(nèi)循環(huán)使用。本裝置設(shè)有新鮮堿貯罐一臺(tái)。供給各部分所需的12%NaOH溶液。停工檢修而需進(jìn)入含酸容器

24、時(shí)，可利用公用堿液泵（104-P-216）向有關(guān)容器中注堿中和。本裝置設(shè)有廢水脫氣罐（104-D-217），裝置各部分脫出的含烴廢水在此罐進(jìn)行脫氣，烴類氣體排至火炬，廢水排至廢水中和池。本裝置設(shè)置的廢水中和池用以接收裝置可能排放的自流酸性污水以及堿性污水。中和池中設(shè)有PH計(jì)在線控制新鮮堿液加入量和新酸加入量。池內(nèi)還設(shè)有噴射器，以保證混合均勻。中和后的污水由浸沒在池中的排水泵送出裝置，污油則用廢油泵排出裝置。5.2 主要操作條件5.2.1 加氫反應(yīng)器反應(yīng)溫度： 60 (初期)80 (末期)反應(yīng)壓力： 2.0MPa反應(yīng)空速： 5h-1H2/C4= (分子)： 2.04.0加氫產(chǎn)物中殘余丁二烯 10

25、0ppm總單烯烴收率 100%丁烯-1 異構(gòu)化率 40%5.2.2 脫輕烴塔塔頂壓力， MPa(g) 1.70塔頂溫度， 55.5塔底壓力， MPa(g) 1.75塔底溫度， 102.3回流比， 19.6 烷基化反應(yīng)器反應(yīng)壓力， MPa(g) 0.41反應(yīng)溫度， 7.0反應(yīng)器進(jìn)料烷烯比（體積） 10.1:1空速， hr-1 0.34反應(yīng)器入口溫度 3.0脫異丁烷塔塔頂壓力， MPa(g) 0.63塔頂溫度， 53.5塔底壓力， MPa(g) 0.69塔底溫度， 126.5回流比， 1.355.2.5 脫正丁烷塔塔頂壓力， MPa(g) 0.42塔頂溫度， 52.8塔底壓力， MPa(g) 0.

26、46塔底溫度， 162.7回流比， 1.545.2.6 致冷壓縮機(jī)一級(jí)入口壓力， KPa(a) 110一級(jí)入口溫度， -4.1二級(jí)入口壓力， KPa(a) 310二級(jí)入口溫度， 18.0二級(jí)出口溫度， 61.9二級(jí)出口壓力， KPa(a) 8206 主要設(shè)備選型本裝置的主要設(shè)備為塔4座、加氫反應(yīng)器1臺(tái)、烷基化反應(yīng)器2臺(tái)、空冷器20片、冷換設(shè)備31臺(tái)、容器36臺(tái)、壓縮機(jī)1套、機(jī)泵49臺(tái)，計(jì)算匯總詳見數(shù)據(jù)表。6.1 引進(jìn)設(shè)備：2臺(tái)烷基化反應(yīng)器是帶有內(nèi)循環(huán)夾套、取熱管束和混合攪拌器的壓力容器，管束面積約910m2?；旌掀鞯臄嚢杵饔梅辣姍C(jī)帶動(dòng)，該設(shè)備為DUPONT公司的專利設(shè)備，需引進(jìn)；酸沉降器內(nèi)帶

27、有凝聚元件等，也為DUPONT公司的專利設(shè)備，反應(yīng)器及酸沉降器的材質(zhì)都為碳鋼。6.2 本裝置設(shè)備除含酸氣堿洗塔內(nèi)襯Alloy20外，其余都為碳鋼材質(zhì)。脫異丁烷塔和正丁烷塔塔板為0Cr13，含酸氣堿洗塔塔板為Alloy20。6.3 壓縮機(jī)：帶中間補(bǔ)氣式的離心壓縮機(jī)，整個(gè)機(jī)組為國內(nèi)制造。7 消耗指標(biāo)及能耗7.1 用水量序號(hào)使用地點(diǎn)或用途給水，t/h排水，t/h備注新鮮水循環(huán)冷水除鹽水循環(huán)熱水含油污水1脫輕烴塔頂冷凝器(104-E-103)3313312碳四餾分冷卻器(104-E-105)86863冷劑冷卻器(104-E-203)68684抽出丙烷冷卻器(104-E-204)1.11.15凝結(jié)水蒸汽

28、冷凝器(104-E-301)1211216循環(huán)異丁烷冷卻器(104-E-208)56.256.27正丁烷塔頂冷凝器(104-E-210)107.1107.18正丁烷產(chǎn)品冷卻器(104-E-211)3.53.59烷基化油冷卻器(104-E-214)16.616.610冷劑后冷器(104-E-202)384384間斷11異丁烷塔頂后冷器(104-E-207)566566間斷12配堿用水4.813機(jī)泵用水32114壓縮機(jī)用水6565合計(jì)1808.54.81807.517.2 電耗量序號(hào)用電地點(diǎn)電壓(伏)設(shè)備臺(tái)數(shù)(臺(tái))設(shè)備容量(KW)軸功率KW年工作時(shí)數(shù)備注操作備用操作備用1加氫反應(yīng)器進(jìn)料泵(104-

29、P-101)3801175754284002脫輕烴塔進(jìn)料泵（104-P-102）38011303015.73脫輕烴塔回流泵（104-P-103）380113737124流出物泵(104-P-201)3801113213210484005冷劑循環(huán)泵(104-P-202)38011555536.284006抽出丙烷泵(104-P-203)3801199684007丙烷堿洗循環(huán)泵(104-P-204)3801133184008流出物酸洗循環(huán)泵（104-P-205）380115.55.53.284009流出物堿洗循環(huán)泵（104-P-206）380117.57.55.8840010流出物水洗循環(huán)泵（10

30、4-P-207）380117.57.54840011補(bǔ)充除鹽水泵（104-P-208）3801118.518.513840012脫異丁烷塔回流泵（104-P-209）3801111011089.4840013正丁烷塔回流泵（104-P-210）38011303017.5840014烷基化油產(chǎn)品泵(104-P-211)3801115159.8840015排酸泵(104-P-212)380115.55.53.5840016含酸廢油泵(104-P-213)3801118.518.511840017補(bǔ)充堿液泵（104-P-214）380110.750.750.1840018堿洗塔循環(huán)泵(104-P-2

31、15)380117.57.54.7840019公用堿液泵（104-P-216）380112.22.21.96840020中和池排水泵(104-P-217)38011151510.8840021中和池廢油泵(104-P-218)380117.57.55840022新酸補(bǔ)充泵（104-P-219）380117.57.55.6840023廢酸排出泵（104-P-220）380117.57.55.6840024酸霧堿洗罐循環(huán)泵（104-P-221）38011442.1840025凝結(jié)水回收泵（104-P-301）38011303018840026反應(yīng)器電機(jī)60002375*2306.1*2=612.2

32、840027冷劑空冷器(104-A-201)380830*827*8=216840028異丁烷塔頂空冷器（104-A-202）3801230*1227*12=324840029致冷壓縮機(jī)（104-K-201）6000125001814840031壓縮機(jī)輔助系統(tǒng)3803131儀表用電38025840032照明用電220304200合計(jì)34807.3 蒸汽耗量序號(hào)設(shè)備編號(hào)使用地點(diǎn)蒸汽用量 t/h凝結(jié)水t/h裝置外排蒸汽t/h 1.0MPa(G)備注0.45MPa(G)0.9MPa(G)3.5MPa(G)1104-E-102脫輕烴塔底重沸器5.65.62104-E-101反應(yīng)器進(jìn)料加熱器0.50.5

33、3104-E-209異丁烷塔底重沸器18.418.44104-E-212正丁烷塔底重沸器2.32.35104-E-206堿水加熱器（2.0）（2.0）間斷6吹掃，消防(4.0)合計(jì)5.621.226.87.4 空氣用量序號(hào)使用地點(diǎn)或用途壓縮空氣用量 Nm3/h備注非凈化0.7MPa(G)凈化0.7MPa(G)正常最大正常最大1儀表3002開工吹掃800開工用8003007.5 氮?dú)庥昧啃蛱?hào)使用地點(diǎn)或用途氮?dú)?Nm3/h壓力Mpa(g)備注正常最大1開停工吹掃8000.8間斷用2氮封及密封104合計(jì)1048007.6 催化劑及化學(xué)藥劑序號(hào)名稱型號(hào)或規(guī)格年用量一次裝入量備注1硫酸99.2（重）92

34、75噸200噸酸耗26.5噸/天2NaOH40（重）160噸10噸3加氫催化劑LST-022.4噸7.2噸4保護(hù)劑LST-020.43噸1.3噸5活性炭0.27M37.7裝置能耗裝置能耗計(jì)算是根據(jù)中國石油化工股份有限公司煉油廠能量消耗計(jì)算與評(píng)價(jià)方法2005而計(jì)算的。裝置設(shè)計(jì)能耗如下：序號(hào)項(xiàng)目年耗量能耗指標(biāo)能耗×104MJ/a單位數(shù)量單位數(shù)量1循環(huán)水×104t721.14MJ/t4.193021.582電×104kwh2923.2×104kwh10.8931833.63凈化風(fēng)×104Nm3252×104Nm31.59400.684氮?dú)?

35、#215;104Nm387.36×104Nm31.59138.950.45MPa蒸汽×104t4.7MJ/t276312986.160.9MPa蒸汽×104t17.81MJ/t318256665.067凝結(jié)水×104t-22.51MJ/t320.3-7209.958除鹽水×104t4.03MJ/t96.3388.09合計(jì)98224.1×104MJ設(shè)計(jì)產(chǎn)品量：16.07x104t/a單位能耗： 6112.3MJ/t 產(chǎn)品7.8 節(jié)能措施本裝置能耗較高，主要是因?yàn)樵黾恿嗽霞託渚拼胧Ｑb置采用的節(jié)能措施如下：7.8.1正丁烷塔底烷基化油

36、與循環(huán)堿水、異丁烷塔進(jìn)料換熱，回收熱量，減少循環(huán)水用量；7.8.2致冷系統(tǒng)增加節(jié)能罐，閃蒸的部分氣體返回壓縮機(jī)二段再壓縮，降低壓縮機(jī)的軸率；7.8.3流出物與混合碳四原料換冷；7.8.4回收裝置蒸汽冷凝水。8 裝置定員編制根據(jù)中石化石油化工生產(chǎn)裝置設(shè)計(jì)定員暫行規(guī)定的要求，采用四班三倒制，操作定員20人，見表81。 表8-1 裝置操作定員表 序 崗位名稱 操作操 作定 員備注 號(hào) 班數(shù)人/班合計(jì) 1 班長414 2 內(nèi)操 414 3外操 4312 合計(jì) 20 9 環(huán)境保護(hù)9.1 主要污染源及污染物9.1.1 廢水烷基化裝置排出的廢水包括中和池排水、機(jī)泵冷卻水和生活污水。污水排放情況及主要污染物見

37、表9-1。表9-1 裝置污水排放表廢水類別排水量(t/h)排放規(guī)律主要污染物(mg/L)排放去向中和池排水23.8間斷硫化物：300-1000、COD：500-1400污水處理場機(jī)泵冷卻水3連續(xù)油：100，COD：300污水處理場生活污水2間斷污水處理場9.1.2 廢氣烷基化部分正常生產(chǎn)過程中無廢氣排放。非正常工況下來自酸區(qū)安全閥的含酸氣體，在去火炬之前先進(jìn)入含酸氣體中和器中和，最后不含酸的氣體密閉排往火炬。9.1.3 廢渣烷基化裝置廢渣主要為烷基化部分產(chǎn)生的廢催化劑、廢保護(hù)劑和廢活性炭。反應(yīng)系統(tǒng)排出的廢酸送廢酸再生器處理。裝置排放的廢渣見表9-2。表9-2 裝置廢渣排放表 廢渣名稱排放量排放

38、規(guī)律主要成分處理方法廢加氫催化劑9.6t4年一次Al2O3、貴金屬鈀回收廢保護(hù)劑1.52t4年一次填埋廢活性炭0.27M3填埋9.1.4 噪聲本裝置的主要噪聲源為功率30kW的機(jī)泵、空冷器電機(jī)和壓縮機(jī)。9.2 環(huán)保治理措施9.2.1 廢水治理烷基化裝置污水排放系統(tǒng)劃分為含油污水系統(tǒng)及生活污水系統(tǒng)。裝置內(nèi)原料緩沖罐、原料脫水器、流出物堿洗罐、脫異丁烷塔回流罐、脫正丁烷塔回流罐等容器排放的含油污水先經(jīng)堿水脫氣罐減壓脫氣，然后流入中和池，進(jìn)行中和。中和池設(shè)有噴射混合器，對(duì)中和池內(nèi)介質(zhì)進(jìn)行攪拌以達(dá)到中和目的，并設(shè)有在線PH檢測(cè)計(jì)檢測(cè)中和效果，含酸堿污水經(jīng)中和后排放。中和后的含鹽污水排入污水處理場處理合

39、格后排放。裝置內(nèi)機(jī)泵冷卻水排入含油污水系統(tǒng)，進(jìn)污水處理場處理合格后排放。裝置產(chǎn)生的生活污水排入生活污水系統(tǒng)。9.2.2 廢氣治理烷基化部分正常生產(chǎn)過程中無廢氣排放。非正常工況下，裝置內(nèi)的所有烴類安全閥放空均排至火炬系統(tǒng)。含烴的廢堿和廢堿水在脫氣罐脫除的烴類氣體均排至火炬系統(tǒng)。含酸系統(tǒng)的安全閥及放空，先排放至排酸罐，酸性氣經(jīng)酸性氣堿洗中和罐中和后排入火炬系統(tǒng)。9.2.3 廢渣處理設(shè)計(jì)針對(duì)生產(chǎn)中產(chǎn)生的各類廢渣特性的不同，采取不同的處理措施，全部進(jìn)行處理。烷基化部分產(chǎn)生廢加氫催化劑，由于含貴金屬鈀，送回廠家統(tǒng)一回收處理。廢保護(hù)劑和廢活性炭由工廠統(tǒng)一填埋處理。烷基化裝置反應(yīng)系統(tǒng)排出的廢酸，送入廢酸再生

40、部分處理后循環(huán)使用。9.2.4 噪聲防治設(shè)計(jì)中所有動(dòng)設(shè)備選用低噪聲的設(shè)備，從而使本裝置噪聲滿足工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)的要求。9.3 環(huán)境監(jiān)測(cè)本裝置在廢水排放口、廢氣排放口和噪聲排放源處設(shè)置環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)，以便污染源的監(jiān)督管理及常規(guī)監(jiān)測(cè)工作正常進(jìn)行。主要對(duì)廢水和廢氣進(jìn)行監(jiān)測(cè)。廢水中和設(shè)在線pH計(jì)。10 安全衛(wèi)生10.1生產(chǎn)過程中危害因素分析火災(zāi)、爆炸的危險(xiǎn)烷基化裝置的原料、中間物料和產(chǎn)品均具有易燃易爆性質(zhì)，具有明顯的火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性，火災(zāi)危險(xiǎn)類別為甲類。易燃、易爆物質(zhì)的性質(zhì)和火災(zāi)危險(xiǎn)類別見表10-1。表10-1 危險(xiǎn)物料的特性及火災(zāi)危險(xiǎn)類別物料名稱爆炸危險(xiǎn)類別爆炸極限v%閃點(diǎn)火災(zāi)危險(xiǎn)類別組別類別碳四餾

41、分/1.6-10/甲異丁烷T2IIA氣體甲氫氣T1IIC4.0-75氣體甲丙烷T1IIA2.1-9.5氣體甲丁烷T2IIA1.9-8.5氣體甲燃料氣T1/3-13氣體甲汽油T3IIA<-28甲B10.1.2 毒性、腐蝕性危害烷基化裝置主要原料為烴類，催化劑為硫酸，中和系統(tǒng)使用10濃度的氫氧化鈉，酸再生過程中有二氧化硫和三氧化硫產(chǎn)生。硫酸屬中等毒性物，氫氧化鈉為腐蝕性化學(xué)品。主要毒性物質(zhì)對(duì)人體的危害如下。 1）硫酸硫酸屬中等毒性類物質(zhì)，為無色油狀液體；不揮發(fā)，有強(qiáng)烈的吸濕性，受熱產(chǎn)生三氧化硫煙霧；與水混溶，釋放大量的熱，可發(fā)生沸濺。硫酸霧滴可通過呼吸道進(jìn)入人體，吸入高濃度硫酸霧可引起上呼吸

42、道刺激癥狀，發(fā)生急性中毒。因吸入硫酸霧滴大小不同，沉著于呼吸道部位不同，引起癥狀也不一樣。硫酸還可經(jīng)皮膚和粘膜迅速吸收，并對(duì)皮膚和粘膜有強(qiáng)烈的腐蝕作用。使組織脫水，形成酸性蛋白，甚至產(chǎn)生壞死，輕者產(chǎn)生皮膚和粘膜灼傷。濺入眼內(nèi)引起結(jié)膜炎，角膜混濁及穿孔、失明。長期接觸酸霧人員鼻粘膜萎縮、嗅覺減退，慢性支氣管炎、肺氣腫、皮膚發(fā)癢或有燒灼感。2）三氧化硫三氧化硫常溫下為無色液體或晶體，具有強(qiáng)氧化性，與有機(jī)物、還原劑、易燃物接觸或混合可引起燃燒爆炸的危險(xiǎn)。其對(duì)人體毒害與硫酸霧相同。3）二氧化硫二氧化硫?qū)粑勒衬ぎa(chǎn)生強(qiáng)烈的刺激作用，出現(xiàn)呼吸系統(tǒng)癥狀，刺激作用低于三氧化硫。因?yàn)槲氲腟O2在其粘膜表面生

43、成亞硫酸，引起局部炎癥、壞死。大量吸入會(huì)引起喉水腫、肺水腫，聲帶痙攣而窒息。液體SO2同樣可引起粘膜皮膚、眼灼傷。4）烴類物質(zhì)烴屬于低毒物質(zhì)，主要有麻醉和刺激作用，通常通過呼吸及皮膚接觸吸收進(jìn)入人體。揮發(fā)烴對(duì)人的皮膚、眼睛及粘膜有一定刺激作用，并對(duì)人的中樞神經(jīng)也有影響。5）NaOH溶液NaOH溶液具有腐蝕性和刺激性，固體吸濕性很強(qiáng)。接觸高濃度氫氧化鈉溶液，能引起比酸更深、廣泛的灼傷。長期接觸水溶液可導(dǎo)致皮膚潰瘍。尤其應(yīng)注意對(duì)眼睛的損害，即使是很稀的水溶液進(jìn)入眼睛也會(huì)使眼睛角膜受損傷。10.1.3 高溫燙傷、低溫凍傷烷基化裝置重沸器為高溫設(shè)備，其它高溫?zé)嵩礊楦邷氐恼羝芫€。如果防護(hù)設(shè)施不當(dāng)，操作

44、人員接觸到熱壁的設(shè)備、管線及未保溫的高溫閥門和法蘭將會(huì)被燙傷。為保持烷基化反應(yīng)溫度，需使用反應(yīng)物料輕烴作冷凍劑，如皮膚接觸未保溫低溫設(shè)備將會(huì)引起凍傷。 噪聲烷基化裝置產(chǎn)生噪聲的設(shè)備有機(jī)泵，壓縮機(jī)等，其噪聲級(jí)為90dBA。10.2主要防范措施 防火防爆1） 平面布置安全措施裝置的平面布置按照工藝流程及相關(guān)防火規(guī)范的要求進(jìn)行合理布置，使裝置既能滿足生產(chǎn)、安全、衛(wèi)生的要求，也方便操作和檢修。2） 工藝設(shè)計(jì)安全措施設(shè)計(jì)均選用成熟可靠的工藝流程，并考慮必要的裕度及操作彈性，適應(yīng)操作運(yùn)行中上下波動(dòng)的需要。對(duì)于易燃、易爆物料，在密閉條件下進(jìn)行操作，設(shè)備以及管線之間的連接處均采取相應(yīng)的密封措施，防止介質(zhì)泄漏；

45、對(duì)于高腐蝕性的化學(xué)品硫酸，設(shè)計(jì)上采用密閉系統(tǒng)，使硫酸在操作條件下置于密閉的設(shè)備和管道中，不與人員接觸。為防止停電、停水、誤操作及火災(zāi)事故引發(fā)設(shè)備超壓，所有壓力容器和壓力系統(tǒng)均按規(guī)范設(shè)置安全閥。公用工程管道與易燃易爆介質(zhì)管道相接時(shí)，設(shè)置三閥組、止回閥或盲板，以防止易燃易爆介質(zhì)竄入公用工程系統(tǒng)。生產(chǎn)中操作變化可能導(dǎo)致不安全的參數(shù)：如液面、壓力等，均設(shè)置了高、低限報(bào)警。3） 電氣設(shè)計(jì)安全措施爆炸危險(xiǎn)區(qū)域的劃分和電力設(shè)備的選型及安裝，遵循國標(biāo)GB5005892爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范。金屬設(shè)備的外殼、構(gòu)架、用電設(shè)備正常不帶電的金屬外殼、電纜鎧裝層均可靠接地。裝置內(nèi)設(shè)置可靠的防雷、防靜電接地系

46、統(tǒng)。4） 自控設(shè)計(jì)安全措施根據(jù)工藝要求設(shè)置可靠的溫度、壓力、流量、液位等監(jiān)視或控制回路。在裝置區(qū)域內(nèi)設(shè)置可燃?xì)怏w、有毒氣體報(bào)警器。5） 設(shè)備設(shè)計(jì)安全措施根據(jù)有關(guān)規(guī)定，裝置中的設(shè)備設(shè)計(jì)充分考慮了當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)壓、地震烈度及場地等因素并采取適當(dāng)?shù)姆婪洞胧?，為防止硫酸泄漏傷害操作人員，凡含有硫酸物料的設(shè)備附近均設(shè)有警示標(biāo)志。根據(jù)介質(zhì)、操作溫度、壓力和腐蝕情況，對(duì)裝置中重要部位的設(shè)備選用合適的材料，以加強(qiáng)防腐蝕能力，延長設(shè)備壽命。有關(guān)設(shè)備裙座設(shè)計(jì)防火層。設(shè)備根據(jù)需要和規(guī)范要求設(shè)置平臺(tái)、梯子、扶手和護(hù)欄等，以保證操作人員的安全。6） 建、構(gòu)筑物防火設(shè)計(jì)主要建、構(gòu)筑物設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上的安全疏散口。裝置內(nèi)所有鋼結(jié)構(gòu)均按規(guī)范做防火、防腐處理，裝置內(nèi)需要作耐火保護(hù)的承重鋼框架、支架、裙座、管架均覆蓋耐火層，具體設(shè)計(jì)執(zhí)行石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范，耐火層的耐火極限不低于1.5小時(shí)。7） 安全色及安全標(biāo)志結(jié)合工藝設(shè)備的布置情況，在裝置內(nèi)易引起誤操作的崗位、危險(xiǎn)部位設(shè)置安全警示牌或風(fēng)向標(biāo)，提醒操作人員注意，并在生產(chǎn)場所、工作場所的緊急通道和緊急出入口，設(shè)置醒目標(biāo)志和指示箭頭。防硫酸傷害為防止硫酸泄漏傷害操作人員，凡含有硫酸物料的設(shè)備附近均設(shè)有警示標(biāo)志，在周圍設(shè)置圍堰，在有可能泄漏和積聚有毒氣體的場所設(shè)有毒氣體濃