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近年来,国际社会对环境保护和能源短缺问题日益重视,石化行业正面临前所未有的冲击,炼厂企业必须响应环保政策,实现资源充分利用。烷基化油是石油炼制工业中的一种重要的清洁汽油组分,是异丁烷与丁烯在强酸的催化下发生加成反应,生成的以异辛烷为主的饱和烷烃产品。烷基化装置可以将炼厂液化气转化为优质清洁的烷基化油,加之近年来油品升级脚步的加快,市场对烷基化油的需求量将会越来越大。
本文依据20万吨/年烷基化油的产量,以延安某炼化企业混合碳四为原料,对硫酸法烷基化工艺进行了详细研究,对原料组成中的组分及杂质影响因素,预处理工艺及产品分馏工艺中的操作压力、塔板数、进料位置、回流比、采出量等影响因素,以及烷基化反应工艺中的温度及跑酸等影响因素进行了深刻分析。在此基础上提出改进生产工艺,实现过程和产品的双优化对策,首先通过实验使用外标法和归一法分析烷基化生产装置原料组成,再运用Aspen Plus流程模拟软件对整个工艺进行优化分析,获得最优产品质量和最佳生产过程。基于流程特点和物质性质选取了合适的单元模块和物性方法(其中烃相混合物选用BWR-LS,酸烃混相选择ELECNRTL),对整个工艺流程进行初步模拟,通过不断调试,结果显示流程收敛,得到了产量更高的烷基化油。
对流程中各工段进行优化分析,重点对脱轻烃塔、脱正丁烷塔和脱异丁烷塔进行了灵敏度分析。原料经过脱轻烃塔预处理后基本不含碳三以下组分,二甲醚及丁二烯的质量分数依次降低到5.26mg/L和69.8mg/L;烷基化反应工段优化设计后,反应器进出口温度稳定在10℃左右,反应器压力1.5~2MPa,循环异丁烷的的质量流量为7.33×103kg/h,达到设计要求;脱正丁烷塔经过优化后的最佳操作参数为理论塔板数20,第10块板液态进料,回流比为1.7,塔顶采出率为76kmol/h。脱异丁烷塔操作参数最佳为理论塔板数为100,进料板位置为第60块,回流比为2.09,塔顶采出量为453.11kmol/h。在各工段优化的基础上再次进行全流程模拟,最终所得烷基化油产量为2.66×104kg/h,其中三甲基戊烷占92%,二甲基己烷占3.95%,经计算研究法辛烷值(RON)为95.7,马达法辛烷值(MON)为96.2。按年操作时数8500小时计算,本流程烷基化油优化后的设计规模为22.6万吨/年。
本文依据20万吨/年烷基化油的产量,以延安某炼化企业混合碳四为原料,对硫酸法烷基化工艺进行了详细研究,对原料组成中的组分及杂质影响因素,预处理工艺及产品分馏工艺中的操作压力、塔板数、进料位置、回流比、采出量等影响因素,以及烷基化反应工艺中的温度及跑酸等影响因素进行了深刻分析。在此基础上提出改进生产工艺,实现过程和产品的双优化对策,首先通过实验使用外标法和归一法分析烷基化生产装置原料组成,再运用Aspen Plus流程模拟软件对整个工艺进行优化分析,获得最优产品质量和最佳生产过程。基于流程特点和物质性质选取了合适的单元模块和物性方法(其中烃相混合物选用BWR-LS,酸烃混相选择ELECNRTL),对整个工艺流程进行初步模拟,通过不断调试,结果显示流程收敛,得到了产量更高的烷基化油。
对流程中各工段进行优化分析,重点对脱轻烃塔、脱正丁烷塔和脱异丁烷塔进行了灵敏度分析。原料经过脱轻烃塔预处理后基本不含碳三以下组分,二甲醚及丁二烯的质量分数依次降低到5.26mg/L和69.8mg/L;烷基化反应工段优化设计后,反应器进出口温度稳定在10℃左右,反应器压力1.5~2MPa,循环异丁烷的的质量流量为7.33×103kg/h,达到设计要求;脱正丁烷塔经过优化后的最佳操作参数为理论塔板数20,第10块板液态进料,回流比为1.7,塔顶采出率为76kmol/h。脱异丁烷塔操作参数最佳为理论塔板数为100,进料板位置为第60块,回流比为2.09,塔顶采出量为453.11kmol/h。在各工段优化的基础上再次进行全流程模拟,最终所得烷基化油产量为2.66×104kg/h,其中三甲基戊烷占92%,二甲基己烷占3.95%,经计算研究法辛烷值(RON)为95.7,马达法辛烷值(MON)为96.2。按年操作时数8500小时计算,本流程烷基化油优化后的设计规模为22.6万吨/年。