LNE-3技術在輕汽油醚化裝置的應用

孟祥雷

（中國石油遼陽石化公司油化廠，遼寧遼陽111003）

輕汽油醚化工藝可將催化輕汽油中的C5～C7叔碳烯烴與醇類（甲醇或乙醇）發生醚化反應生成相應的醚（TAME、TAEE 等）。該工藝可降低催化汽油的烯烴含量，將全餾分催化汽油辛烷值（RON）提高1～2，蒸氣壓降低10 kPa左右，是提高車用汽油質量的有效手段。該工藝可將低價值的甲醇轉化為高價值的汽油，經濟效益顯著［1～3]。遼陽石化公司350 kt/a 催化輕汽油醚化裝置以1.0 Mt/a 汽油加氫裝置分餾塔頂輕汽油為原料，采用LNE-3 技術，實現深度醚化，生產高辛烷值、低蒸汽壓汽油產品［4]，合格醚化輕汽油送至組分調和罐區。該裝置于2018年9月18日投料開車成功，運行狀態良好，2018年12月6～8日進行裝置滿負荷運轉標定。

1 裝置設計

輕汽油醚化裝置由原料預處理、一段醚化反應、催化蒸餾、二段醚化及甲醇回收等部分組成，設計規模為350 kt/a，操作彈性為60%～110%。開工時數為8400 h/a，工藝原則流程見圖1。

圖1 輕汽油醚化裝置工藝原則流程

2 裝置標定

2.1 原料油性質

標定時原料油處理量為42.3 t/h，原料油的性質見表1，設計與標定原料油活性烯烴含量見表2。

表2 設計與標定原料油活性烯烴含量/%

從表1 可見，原料中硫含量平均8.4mg/kg，低于設計值（10 mg/kg），滿足要求［5]；終餾點平均值68.4 ℃，符合設計值（≤75 ℃）。由表2 可知，輕汽油中活性烯烴略低于設計值。

2.2 反應操作條件

裝置反應部分設計條件和標定條件見表3。

表3 設計反應條件與標定反應條件對比

從表3可以看出，標定期間反應器各操作參數均能夠穩定控制在范圍以內。

標定期間輕汽油平均進料42.3 t/h，為使反應充分，將醇/烯（叔碳）保持在1.4，甲醇平均進料5.42 t/h。第一醚化反應器入口溫度穩定在42 ℃，反應器出口壓力控制在0.80 MPa，反應器平均溫升23.1 ℃，從反應器溫升來看，反應器內催化劑活性扔保持較高水平；第二醚化反應器入口溫度穩定在52 ℃，反應出口壓力控制在0.82 MPa，平均溫升2 ℃。第三醚化反應器入口溫度控制在55 ℃，平均溫升4 ℃。證明輕汽油在低溫下大部分活性烯烴已在第一醚化反應器中反應，在相對高溫下，仍有部分活性烯烴在第三醚化反應器中反應［4]。

2.3 產品性質

輕汽油醚化裝置主要產品為醚化輕汽油，醚化輕汽油產品性質見表4。

表1 設計與標定原料油性質

表4 醚化輕汽油性質

從表4可見，醚化輕汽油產品總醚化物含量平均為21.79%，烯烴含量平均為25.20%，符合指標要求的低于33%，硫含量平均為7.37 mg/kg，符合指標要求不高于10 mg/kg的要求。

2.4 轉化率

輕汽油中活性烯烴的轉化率見表5。

表5 活性烯烴的轉化率

從表5 可知，輕汽油經醚化反應后，C5叔碳烯烴轉化率為97.73%～98.86%，平均為98.22%（設計指標為≥93%）。C6叔碳烯烴轉化率為54.56%～64.79%，平均為61.00%（設計指標為≥50%）。

2.5 辛烷值增量

輕汽油辛烷值平均95.2，醚化輕汽油辛烷值為96.0，輕汽油醚化后辛烷值僅提高0.8，而國內同類醚化裝置辛烷值提高量均在2 以上。該醚化汽油產品中醚化物含量為22%左右，與同類裝置產品中醚化物含量相當，而且本裝置醚化轉化率高達98%以上，醚化效果良好，分析結果顯示的辛烷值增加量卻嚴重偏低。原因是本次標定原料中的碳五叔碳烯烴含量僅為12%，比設計值低了7%，而輕汽油辛烷值測定值卻高達95.2，該數據偏高［5]。

輕汽油低密度、易揮發，直接測定的辛烷值有偏差。通常輕汽油辛烷值是通過測定混合汽油和重汽油辛烷值，再根據輕重比例進行核算獲的，按此方法，測定了汽油加氫裝置分餾塔前的汽油及重汽油產品的辛烷值，根據分餾塔輕重汽油采出比例（輕汽油采出34.40%，重汽油采出65.60%）進行核算，原料輕汽油辛烷值為93.9，經過輕汽油醚化后，輕汽油辛烷值增加量為2.1，滿足指標要求。

3 結束語

采用LNE-3 技術的輕汽油醚化裝置的輕汽油經醚化后C5叔碳烯烴轉化率為97.73%～98.86%，平均為98.22%（設計指標為≥93%），C6叔碳烯烴轉化率為54.56%～64.79%，平均為61.00%（設計指標為≥50%），均高于設計指標。輕汽油平均進料量42.3 t/h，甲醇消耗為3.52 t/h，占總進料的7.68%，說明裝置醚化效果良好。輕汽油經過醚化后，催化汽油辛烷值增加了2.1，符合指標要求。