烷基化装置掺炼醚前碳四的应用措施与效果

向 杰 ， 赵晓晨

(中国石化 洛阳分公司 ， 河南 洛阳 471012)

1 装置简介

某厂20万t/a烷基化装置采用的是中石化石油化工科学研究院、中石化洛阳工程有限公司、石家庄炼化分公司和华东理工大学联合开发的易维护低温硫酸烷基化(SINOALKY®)工艺技术。开工以后，各项指标正常，装置运行平稳。根据炼厂夏季汽油调和实际情况，烷基化油具有辛烷值高、饱和蒸气压低等特点，用于汽油调和正好弥补炼厂夏季汽油辛烷值低、饱和蒸气压高的特点，多产烷基化油能够提高炼厂效益。

2 原料现状分析

烷基化装置烷基化油的产量受原料中有效烯烃影响较大，加工原料为上游装置供应的醚后碳四，受上游原料影响，醚后碳四组分中烯烃含量波动较大，比设计烯烃含量低，造成烷基化油收率偏低。经调研和优化攻关，在烷基化进料中掺炼少量醚前碳四，提高原料中的烯烃含量，达到增产烷基化油的目的。选取炼厂10月醚前碳四、醚后碳四各指标，分析数据与装置进料设计数据对比见表1。

从表1中可以看到，醚后碳四中烯烃含量比设计低8.06%，醚前碳四中的总烯烃含量比醚后碳四高16.39%，主要是醚前碳四中异丁烯含量比醚后碳四高10.76%。异丁烯活性比正丁烯高，易发生自身聚合，降低系统酸浓度，增加酸耗[1]。同时，醚前碳四中含有少量杂质，在醚后碳四中掺炼少量醚前碳四，经混合稀释后进料中含有少量影响烷基化反应的杂质组分(如丁二烯、水等)，不会对烷基化装置的产品质量、能耗、酸耗等产生较大影响，但能够提高烷基化进料中的烯烃含量，从而达到多产烷基化油的目的[2]。

表1 炼厂醚前、醚后碳四性质与装置原料设计对比 %

3 优化内容及措施

烷基化装置掺炼醚前碳四是提高烷基化油产量的一次攻关优化，还未有相关装置经验借鉴，与专家及设计人员交流之后，在保证装置正常平稳运行的前提条件下进行少量醚前碳四掺炼。具体措施和内容如下。

3.1 增加掺炼醚前碳四流程

因炼厂罐区无直接掺炼醚前碳四流程，只能依托烷基化装置现有流程，通过装置内流程进行掺炼。烷基化装置丙烷开工流程未投用，部分流程能够作为掺炼醚前碳四使用，在原丙烷进装置流量计和调节阀后新加流程至醚后碳四原料罐，罐区利用原丙烷泵向烷基化供醚前碳四，装置内用原丙烷流量计和调节阀实现流量的监控和调节。具体流程如图1所示。

图1 掺炼醚前碳四流程

3.2 优化装置参数，保证装置平稳运行

装置加工醚前碳四属于装置原料的重大变更，需要进行大量的摸索和验证工作。在装置掺炼醚前碳四前，各参数必须稳定，防止掺炼醚前碳四装置产生生产波动，同时进行实验数据对比。主要通过以下措施来进行：①增加醚前碳四和醚后碳四化验频次，联系上游装置保证原料性质相对稳定，甲醇、二甲醚和水等杂质含量稳定可控；②调整操作，保证烷基化油产品质量合格，即辛烷值≥95，蒸气压35～50 kPa，干点≤202 ℃，铜片腐蚀1级，无可溶性酸碱；③调整异丁烷塔和正丁烷塔操作，保证异丁烷纯度≥88%，正丁烷纯度≥95%；④调整脱轻烃塔操作，底温高控，脱除部分水、甲醇、二甲醚等杂质；⑤调整补新酸量，保持反应系统酸浓度稳定维持在91%以上；⑥保证新酸罐液位处于上涨趋势，烷基化装置新酸消耗量低于废酸再生装置新酸产出量。

3.3 掺炼醚前碳四，精细调整各项操作

装置平稳运行后开始进行掺炼醚前碳四操作，醚后碳四降至31 t/h，在此基础上掺炼醚前碳四，醚前碳四按照2 t/h进装置，总进料量维持33 t/h满负荷运行。醚前碳四进入系统后，通过以下措施来控制：①严格按照指标要求稳定控制烷烯比、酸烃比、氢烯比、反应温度等关键操作参数； ②增加辛烷值、干点、蒸气压等质量指标化验频次，及时根据分析结果进行操作调整；③密切关注醚前碳四和醚后碳四质量分析，当组成和杂质含量发生大幅波动后及时联系上游装置调整改善；④及时调整反应系统酸浓度，始终维持系统酸浓度≥91%，以保证烷基化产品质量[3]。

4 效果

掺炼醚前碳四期间，装置运行平稳，各项指标正常，产品质量稳定。掺炼醚前碳四期间烷基化装置产品质量见表2。

表2 烷基化装置产品质量

掺炼醚前碳四2 t/h期间(掺炼醚前碳四前后20天数据对比)，原料烯烃含量上升1.91%，平均酸耗90 kg/t，烷基化油收率提高2.93%，平均每天多产烷基化油23.2 t，数据见表3。

表3 烷基化油收率对比

5 结论

烷基化油作为高辛烷值汽油调和组分，提高烷基化装置烷基化油的收率能够直接提高炼厂效益。提高烷基化油收率必须首先提高烷基化进料中的烯烃含量，醚后碳四烯烃的含量无法再提高时，炼厂可根据实际情况在保证烷基化油产品质量的前提下，醚后碳四原料中掺炼少量醚前碳四能够提高原料中的烯烃含量，从而多产烷基化油。