離子液烷基化裝置生產(chǎn)異丁烷工藝方案

殷超凡

（中韓（武漢）石油化工有限公司，湖北 武漢 430076）

中韓（武漢） 石化新建30萬t/a離子液烷基化裝置，采用中國(guó)石油大學(xué)（北京） 烷基化技術(shù)，利用混合碳四原料在離子液催化劑作用下，異丁烷與烯烴反應(yīng)生產(chǎn)烷基化油。該烷基化油具有辛烷值高，不含烯烴和芳烴、敏感性小、調(diào)和性好、揮發(fā)性好和燃燒清潔等優(yōu)點(diǎn)，是生產(chǎn)高標(biāo)號(hào)汽油的理想組分。該裝置所用烷基化技術(shù)為國(guó)內(nèi)同規(guī)模烷基化裝置初次工業(yè)應(yīng)用。

主裝置由碳四原料預(yù)處理，烷基化反應(yīng)及沉降分離，反應(yīng)流出物堿洗水洗，制冷壓縮，產(chǎn)品分餾和產(chǎn)品精制，離子液再生和公用工程等部分組成，見圖1。裝置開工初期需要向系統(tǒng)內(nèi)墊入1400t高純度異丁烷。通過外購方式獲取開工異丁烷，不僅成本較高，而且受運(yùn)力影響，使得本裝置開工周期較長(zhǎng)。本文依托Aspen軟件模擬數(shù)據(jù)作為理論支撐，利用本裝置現(xiàn)有設(shè)備，以加氫裂化裝置產(chǎn)出的飽和液化氣為原料，生產(chǎn)出純度高達(dá)97%的異丁烷。該方案節(jié)約開工成本的同時(shí)，極大的縮短了開工周期，為國(guó)內(nèi)同規(guī)模烷基化裝置開工提供了參考。

圖1 高純度異丁烷生產(chǎn)流程

1 Aspen模擬

生產(chǎn)流程圖見圖1。本文選取離子液烷基化裝置中碳四原料預(yù)處理單元中的脫輕烴塔（C101）與產(chǎn)品分餾單元中的脫異丁烷塔（C201）和脫正丁烷塔（C202） 組成開工異丁烷生產(chǎn)裝置。僅在C101底部增設(shè)一條DN150的管線至C201進(jìn)料線，無需其他工藝變更即可滿足生產(chǎn)要求。該工藝方案以加氫裂化裝置生產(chǎn)的飽和液化氣作為原料，運(yùn)用1.0MPa低壓蒸汽作為加熱介質(zhì)，利用Aspen軟件進(jìn)行建模計(jì)算，計(jì)算結(jié)果（見表1）表明選取設(shè)備均滿足生產(chǎn)要求，該方案可行。

表1 Aspen模擬計(jì)算結(jié)果

2 生產(chǎn)方案

加氫裂化裝置生產(chǎn)的飽和液化氣主要成分為丙烷，正丁烷和異丁烷。在本次生產(chǎn)方案中，為滿足工藝需求C202需要墊塔30t烷基化油，分餾生產(chǎn)出的丙烷將作為液化氣外送，分餾生產(chǎn)出的正丁烷將作為產(chǎn)品外送，分餾生產(chǎn)出的異丁烷作為開工原料直接輸送到離子烷基化系統(tǒng)中，為后續(xù)裝置循環(huán)脫水提供開工原料。根據(jù)工藝設(shè)計(jì)要求，開工異丁烷純度不得低于95%，計(jì)劃用量1400噸。現(xiàn)有流程均滿足原料輸入及產(chǎn)品外送條件，具體操作方案如下：

1） 按照正常開工步驟，投用公用工程；2）打通開工烷油線，向C202進(jìn)墊塔油至C202底液位80%；3） 打通收加裂液化氣流程，收加裂飽和液化氣進(jìn)D102；4） 待D102液位50%，同時(shí)啟動(dòng)P102兩臺(tái)機(jī)泵向C101進(jìn)料，投控制進(jìn)料流量13t/h；5） 待C101底液位80%，投用E102蒸汽，控制每小時(shí)升溫速度不大于20℃/h；6） 待D103液位上升至55%以上，啟動(dòng)P103建立回流；7）根據(jù)來料量及C101負(fù)荷控制加裂液化氣進(jìn)料量，調(diào)整C101系統(tǒng)操作，排不凝氣，控制塔頂壓1.6MPa，塔底壓1.8MPa，頂溫45～60℃，底溫 85～105℃；8） 待 D103液位 55%，打通D103至液化氣罐區(qū)流程，外送液化氣；9） 待C101底液位60%，向C201進(jìn)料，投A202并設(shè)自動(dòng)，控制好C101工藝參數(shù)；10）待C201底液位80%時(shí)，投E207蒸汽緩慢升溫，升溫速度不大于20℃/h，D210液位上升至60%時(shí)，啟動(dòng)P209建立回流；11） 調(diào)整C201操作，控制塔壓0.6MPa，頂溫45～55℃，底溫 133～145℃，回流量80～100 t/h；12） D210液位高于 60%時(shí)，啟動(dòng)P210建立開工收異丁烷流程；13）C201底液位60%時(shí)，打通C201底至C202流程，向C202進(jìn)料，投E208蒸汽緩慢升溫，升溫速度不大于20℃/h；14） 待D211液位50%，啟動(dòng)P211建立回流；15） 調(diào)整C202操作，控制C202回流量6 t/h，塔頂壓力 0.42MPa，底壓 0.45MPa，頂溫51℃，底溫163℃；16） 待D211液位50%以上，投用E210，打通正丁烷出裝置流程，向罐區(qū)送正丁烷。

通過化驗(yàn)分析表明，通過該方案生產(chǎn)出的異丁烷純度為97.91%，滿足離子液烷基化裝置開工需求，按照13t/h飽和液化氣進(jìn)料量連續(xù)生產(chǎn)170h即可完成1400t開工異丁烷的生產(chǎn)要求。如采用外購異丁烷的方式，供應(yīng)方生產(chǎn)時(shí)間加上運(yùn)輸時(shí)間計(jì)劃需要15d。通過該方案利用現(xiàn)有裝置生產(chǎn)異丁烷可以大大縮短開工周期。

異丁烷生產(chǎn)方案物料平衡見表2。

表2 異丁烷生產(chǎn)方案物料平衡

3 總結(jié)

中韓（武漢）石化新建30萬t/a離子液烷基化裝置中現(xiàn)有設(shè)備滿足自生產(chǎn)異丁烷工藝要求，以加氫裂化裝置生產(chǎn)的飽和液化氣作為原料，生產(chǎn)出的異丁烷純度高達(dá)97.91%，滿足離子液烷基化裝置開工需求。按照該生產(chǎn)方案連續(xù)生產(chǎn)170h即可完成1400噸開工異丁烷生產(chǎn)任務(wù)，降低開工成本的同時(shí)極大縮短了開工周期。