烷基化裝置工藝流程說明

烷基化裝置工藝流程說明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：1．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（104-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），加氫裂化液化氣由脫輕烴塔進(jìn)料泵（104-P-102）抽出與反應(yīng)器（104-R-101）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-103A/B）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（PIC-10401）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（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)（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（104-R-101）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。2．反應(yīng)部分碳四餾分中的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)生成汽油餾份的過程。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3.0-6.0℃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)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，分出的酸液循下降管返回反應(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臺反應(yīng)器，為并聯(lián)操作，即混合碳四分兩路分別進(jìn)（104-R-201A）和（104-R-201B）。而做為催化劑的硫酸為串聯(lián)操作，即補充的新酸進(jìn)入（104-D-202A），從(104-D-202A)出來的中間酸進(jìn)入（104-D-202B），90%的廢酸（104-D-202B）排出。兩組反應(yīng)-沉降系統(tǒng)也可單獨操作。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，吸收熱量帶走反應(yīng)熱。汽－液混合物進(jìn)入閃蒸罐（104-D-203）。閃蒸罐是一臺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-202）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（104-K-201）。閃蒸罐有一個分酸罐（104-D-208）置于該容器下方，可借助分酸罐上的液面計觀察酸烴界面。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，酸罐內(nèi)將會發(fā)現(xiàn)大量硫酸。99.2％的新鮮硫酸先連續(xù)進(jìn)入流出物精制和產(chǎn)品分餾部分的流出物酸洗罐（104-D-209）洗滌反應(yīng)流出物，然后再補入反應(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。3.致冷壓縮部分反應(yīng)器的進(jìn)料溫度要求為3～6.0℃，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。致冷壓縮機為中間補氣式兩級離心壓縮機。從(104-D-203)來的烴類氣體進(jìn)入壓縮機一級入口，補充進(jìn)入二級入口的氣體來自節(jié)能罐（104-D-207）頂部。上述氣體經(jīng)壓縮機壓縮至8.2kg/cm2（a）后先經(jīng)冷劑空冷器（104-A-201）初步冷卻，再經(jīng)冷劑后冷器（104-E-202）進(jìn)一步冷凝，冷凝的烴類液體進(jìn)入冷劑罐（104-D-204）。該液體的絕大部分經(jīng)（104-E-203）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二級入口，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)器烯烴進(jìn)料入口循環(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）升壓送出，先經(jīng)抽出丙烷堿洗混合器（104-M-201）與堿液混合，再進(jìn)入抽出丙烷堿洗罐（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)抽出丙烷水洗混合器（104-M-202）與除鹽水混合后，再進(jìn)入丙烷脫水器(104-D-206)脫水，脫水后的丙烷經(jīng)冷卻器（104-E-204）冷卻至40℃左右后送出裝置。4.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％的濃硫酸以新酸泵（104-P-219）連續(xù)送入酸洗系統(tǒng)（補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，同時將流出物中攜帶的微量硫酸酯水解脫除。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-206）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)中補充12％濃度的新鮮堿液，以維持循環(huán)堿水的PH值在10±1之間。從（104-D-210）出來的流出物先經(jīng)流出物水洗混合器（104-M-205）與除鹽水進(jìn)行混合后，再進(jìn)入流出物水洗罐（104-D-211）進(jìn)行烴和水的分離。0.45MPa除鹽水自裝置外部進(jìn)入，首先經(jīng)過FIC-30202控制一定流量進(jìn)入除鹽水罐（104-D-306），然后經(jīng)過除鹽水泵（104-P-208）抽出后與流出物混合進(jìn)入流出物水洗混合器（104-M-205）。流出物水洗罐（104-D-211）中的除鹽水經(jīng)過流出物水洗循環(huán)泵（104-P-207）抽出后與堿水循環(huán)泵（104-P-206）來的循環(huán)堿水混合后進(jìn)入烷基化油-循環(huán)堿水換熱器（104-E-205）。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0.63Mpa(a)。塔頂餾出物經(jīng)脫異丁烷塔頂空冷器（104-A-202）進(jìn)行初步冷卻，再經(jīng)過異丁烷塔后冷器（104-E-207）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-209）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。從脫異丁烷塔（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)水回收至凝結(jié)水回收罐（104-D-304）。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-210）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-211）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)水回收至凝結(jié)水回收罐（104-D-304）。5.化學(xué)處理部分裝置設(shè)有新鮮酸（99.2％H2SO4）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)以氮氣覆蓋，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），正常操作時它接收自反應(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)含酸氣堿洗塔時被中和后排至火炬系統(tǒng)。塔底堿液一路用堿洗塔循環(huán)泵（104-P-215）抽出返回塔內(nèi)循環(huán)使用。另一路經(jīng)過補充堿液計量泵（104-P-214）抽出一部分至丙烷堿洗混合器（104-M-201）。本裝置設(shè)有新鮮堿貯罐一臺，供給各部分所需的12%NaOH溶液。停工檢修而需進(jìn)入含酸容器時，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