烷基化装置操作规程(修改版).doc

第一章工艺技术规程
装置概况
装置简介
硫酸烷基化是以催化裂化的液态烃经气体精馏分离出来的C4组分中的异丁烷和丁烯为原料,以89%-98%的硫酸为催化剂,在低温下液相反应生成高辛烷值汽油组分—烷基化油的加工工艺过程。装置全流程分为反应、制冷、流出物精制和分馏四个部分,其中反应部分主要是在催化剂的作用下,异丁烷和丁烯反应生成烷基化油,制冷部分是在压缩机的作用下,利用反应产物中大量的异丁烷减压汽化吸收热量,维持反应在低温液相下进行,同时为反应系统提供足够的循环冷剂,保证低温进料和反应器的分子比;流出物精制是将反应生成的烷基化油经过酸洗和碱洗,除去烷基化油中的酸性酯类物质,分馏部分主要是将经过精制系统的烷基化油经过脱异丁烷塔、脱正丁烷塔和再蒸馏塔分离出异丁烷、正丁烷和最终产物异辛烷的过程。
装置共有设备95台,其中主要设备包括:STRATCO公司的卧式流出物致冷反应器、制冷压缩机
装置的主要特点:
采用STRATCO流出物制冷工艺,取代了氨冷技术,消灭了氨泄漏造成的环境污染,节省了制冷剂;利用高位酸沉降罐和反应器构成的乳液循环,改善了反应条件,抑制了副反应的发生,提高了产品质量,降低了硫酸消耗;制冷部分采用外甩冷剂带走系统丙烷工艺,取消了丙烷塔系统,节省了投资,减少了能耗,方便了操作;全装置采用先进的DCS自控系统,优化了操作,降低了操作强度。
历年大修的改造情况:
本烷基化装置始建于1965年,1966年元月正式投产。为我国第一套烷基化装置,采用立式氨冷反应器进行生产,。随着石油工业的发展,1984年在原有装置的基础上进行扩建改造。。
1996年由于引进美国STRATCO公司的卧式流出物致冷反应器而进行的以节能、降耗、扩产为目的的装置改造使烷基化从原有的四十年代工艺水平提高到八十年代初期水平。改造后的硫酸烷基化与MTBE组成联合装置,采用DCS控制,,并预留12万吨产品/年的加工能力,以适应远期的炼厂发展规划。
1999年根据装置实际运行情况,针对设计缺陷,装置进行了一下改造:
由于设计原料泵P-1/A、B出口流量无法满足进料要求,经过核算,将两台离心泵改装为老烷基化装置两台蒸汽往复原料泵;
b、由于受T-1压力波动的影响,D-8/A反应产物碱洗罐压力波动大,使碱洗液沉降效果不好,造成分馏系统带碱,产品腐蚀不合格,设备腐蚀严重,为了增加碱的沉降时间,在D-8/A顶部加两组压力控制阀,解决了T-1压力对D-8/A压力的影响;
2005年随着炼油厂催化裂化装置处理能力的大大提高,轻碳四组分的产量增大,,。



烷基化是指烷烃与烯烃的化学加成反应,在反应中烷烃分子中的活泼氢原子的位置被烯烃所取代,该烷基化装置原料是以催化裂化气体中异丁烷和异丁烯、丁烯-1为主。烷基化常用的酸性催化剂有硫酸、磷酸、氢***酸、三***化铝等,本装置使用的催化剂为硫酸。
烷基化油以其辛烷值高(研究法辛烷值为94-98、马达法辛烷值可达90-95),调和性能好,有理想的挥发性和清洁的燃烧性能等突出特征而成为优质汽油调和组分。
烷基化主要的化学反应方程式为:

异构烷烃与烯烃的催化烷基化反应可以用阳碳离子机理来解释,其主要反应历程为:
1)烯烃与氢离子(由酸催化剂提供)的加成反应(首先催化剂上的质子加成到烯烃的双键上)生成阳碳离子
CnH2n + H+ CnH2n+1 +
2)烯烃阳碳离子与异丁烷反应生成新的阳碳离子(即生成的阳离子从异丁烷的叔碳离子上获得负氢离子,异丁烷生成叔丁基阳离子)
3)叔丁基阳离子与烯烃的加成反应
叔丁基阳离子在双键上加成是烷基化反应决定性的一步:
+4H2n+9+离子与异丁烷反应生成烷基化油(生成的阳离子与异丁烷反应进行氢转移生成烷基化油和叔丁基碳离子,后者维持阳碳离子键,继续进行反应),反应式如下:
以上反应是烷基化过程中希望的主反应,同时还会发生裂化反应、环化反应、聚合反应、歧化反应、自身烷基化反应,形成催化剂复合物及酯的副反应,减少副反应,对烷基化反应过程是极其关键的。

完成烷基化反应后,须将反应产物进行分离,才能得到目的产品。产品分馏是把反应产物(烷基化油、正丁烷、异丁烷的混合物)用物理的方法,把多组分的混合物进行多次的汽化与冷凝,按产品的沸点范围分割开来,生产出烷基化油、异丁烷、正丁烷、重烷基化油,这一过程是在分馏塔中实现的。
1)精馏过程:
精馏过程是在装有很多塔盘或填