MTBE装置产品脱硫塔改造方案模拟研究

陈婷婷

摘 要：采用Aspen Hysys 软件，对MTBE装置脱硫塔进行模拟，并尝试在产品脱硫塔进料前增加一股加氢柴油，利用柴油对硫的高溶解能力，降低脱硫塔回流比，实现节省蒸汽的目的。模拟加氢柴油添加后，探索脱硫塔的最优操作条件（塔顶底温度、压力、回流等），对比与现有操作有什么不同，为对应的调整方向提供指导。

关键词：MTBE；流程模拟；脱硫；Aspen Hysys

中图分类号：TQ053 文献标志码：A

0 引言

MTBE是由气分装置的产品碳四组分里的异丁烯与甲醇在催化剂作用下生成的，是理想的高辛烷值汽油组分，目前具有比较广泛的应用。目前，MTBE生产工艺主要有固定床工艺、膨胀床工艺、催化精馏工艺和混相反应精馏工艺，其中催化精馏工艺能够大幅度提高异丁烯转化率、降低设备的投资和能耗，已经成为目前生产MTBE的主要工艺。

本文中采用Aspen Hysys软件对某厂MTBE装置脱硫塔进行模拟研究，尝试在产品脱硫塔进料前增加一股加氢柴油，利用柴油对硫的高溶解能力，降低脱硫塔回流比，实现节省蒸汽的目的。通过模拟得到了优化的工艺参数，为同类装置的设计和优化提供了重要依据。

1 工艺流程模拟

MTBE产品脱硫塔进料为催化精馏塔塔顶的含硫MTBE，脱硫塔塔顶馏出为脱硫后MTBE至产品罐区，塔底为高含硫MTBE至汽油脱硫。

2 模拟结果

通过对脱硫塔的模拟，并对模拟关键结果与实际操作条件进行对比，验证了此模型较精确，能够反映实际操作情况，可进行下步流程改造部分模拟。具体模拟结果见表1、表2。

3 新工况分析

将5%（占MTBE脱硫塔进料）的加氢柴油与催化蒸馏塔底油混合后进入脱硫塔，保持回流比不变，对其进行模拟，结果显示，塔顶温、底温略有升高，MTBE产品流量、质量等指标均无变化，塔底硫含量由于塔底采出量增加而降低，塔负荷也变化不大，但再沸器返塔温度提高较大，由原来的107℃提高至174℃。

增加柴油吸附流程的目的是利用柴油对硫的高溶解能力，降低脱硫塔回流比，实现节省蒸汽的目的。现对改造前后两模型同时降低回流比，保持其他操作条件不变，模拟MTBE产品质量的变化情况。数据见表3。

结果表明：

（1）增加吸附剂流程前，脱硫塔已经对重硫组分（二甲三硫等）进行了有效的脱除，MTBE产品含硫绝大多数为精馏脱除不了的轻硫组分（CH3CH2SH和C2H6S）和少部分中硫组分（甲基叔丁基硫醚）。

（2）增加吸附剂流程后，产品纯度基本上无变化，为99.85%左右；轻硫组分没变化，仍然为7.7ppm；重硫组分由原来的0.0009ppm降低为3.0e-16ppm，此结果说明柴油对中硫组分有吸附作用，但在精馏塔模拟中对轻硫组分没有效果。

（3）逐步降低回流比，改造前可将回流比降低至0.9，能够保证硫含量不发生变化，降低至0.5以后，硫含量明显升高；增加吸附剂流程后，回流比降至0.5前，硫含量不发生变化，降低至0.3时，硫含量升高较明显。

通过模拟结果发现：柴油对进料中的中质硫有吸附作用，但从塔正常操作方面考虑，过小的回流比会造成塔盘漏液的发生，所以脱硫塔回流比应控制在0.5以上为宜。但在0.5以上的回流比操作条件下，增加柴油吸附流程的作用不明显，轻质硫仍然脱除不了。

结论

（1）从表2模拟结果来看，加入柴油组分对脱硫塔的脱硫效果不明显。而且，增加柴油吸附流程后，塔再沸器返塔溫度变化较大，由原来的107℃提高至174℃，塔底再沸器0.4MPa蒸汽热源需要更换为温度更高的热源。

（2）现操作中，根据模拟结果，在保证产品质量的前提下，回流比可降至0.9，能够达到节能的目的。

（3）另外，对柴油混入量对产品质量的影响进行了模拟，结果显示，增加柴油混入量对减少产品硫含量没有影响。

参考文献

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