CN103952178A - 一种缩短硫酸法烷基化装置开工时间的方法 - Google Patents
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Abstract
一种缩短硫酸法烷基化装置开工时间的方法，属于石油炼制技术领域，其特征是，依次包括如下步骤：1)先建立异丁烷小循环：自脱异丁烷塔回流罐来的循环异丁烷经过换热器依次进入改质反应器，反应产物依次经过硫酸沉降罐、改质反应器、吸入闪蒸罐、压缩机入口分液罐、制冷压缩机、冷剂冷凝冷却器、冷剂缓冲罐，在冷剂循环泵的作用下返回改质反应器入口建立异丁烷小循环；2)建立酸循环：液体酸在硫酸沉降罐与改质反应器之间循环流动，使异丁烷分散于硫酸中形成酸烃乳化液，建立酸循环；3)用醚后碳四原料切换异丁烷进料。本发明开工步骤中去掉异丁烷大循环后，缩短了装置的开工时间，可节约大量异丁烷，大大降低开工成本，增加经济效益。
Description
技术领域
本发明属于石油炼制技术领域，具体涉及一种缩短硫酸法烷基化装置开工时间的方法。
背景技术
受石油资源的劣化及国家对车用汽油产品质量要求的日趋严格，炼厂对烷基化汽油的需求不断扩大，烷基化装置在炼油工业中比重越来越大。按烷基化装置传统开工要求，所需开工原料异丁烷纯度必须达到98％(V)以上，以限制其中的烯烃含量，因为随着异丁烷纯度的下降和烯烃含量的上升，投料时改质反应器发生飞温的危险性就急剧增加。由于烷烃在酸中的溶解度低，酸烃乳化效果不好，装置开工需要时间长。传统的烷基化装置开工程序依次分为异丁烷大循环→致冷脱水→建立酸循环→反应器进料→分馏塔操作调整→化学精制单元投用→全面调整操作至正常等七个步骤，异丁烷大循环是指异丁烷从罐区来在反应制冷单元、化学精制单元、分馏单元脱异丁烷塔系统进行异丁烷循环，开工时间大约需要50小时左右。
《硫酸法烷基化装置的一种新开工方法》(杨坚《炼油技术与工程》2004年第8期)公开了一种异丁烷纯度为90％的开工方法，可降低开工时对异丁烷的纯度要求。该文献可用于异丁烷纯度≥90％的烷基化装置开工，对于异丁烷纯度≤90％的烷基化装置未涉及。
《烷基化装置无开工油开车的可行性分析及应用》(李晓晨，周学俊，侯利国《广东化工》2010年第10期)尝试利用惠炼芳烃装置的抽余油做为烷基化装置的开工用油并取得成功，该篇文献烷基化装置的开工原料，不同于本专利提出的醚后碳四。
另外，经申请人检索，未发现与本发明近似的专利文献。
发明内容
本发明专利针对烷基化装置传统的开工方法中的不足，在开工流程中去掉异丁烷大循环这一步骤，建立异丁烷小循环，利用醚后碳四代替异丁烷进行酸烃乳化，其烃类在酸中的溶解度要高于异丁烷，可使酸烃乳化效果更好，并且在酸烃乳化的同时，烷基化反应也在进行，减少装置的开工时间，增加了经济效益。本发明用醚后碳四代替异丁烷进行开工时，单位时间内反应产生的气体流量比异丁烷大，可有效降低制冷离心机喘振。
本发明技术具体采用如下技术方案：
一种缩短硫酸法烷基化装置开工时间的方法，其特征是，依次包括如下步骤：
1)先建立异丁烷小循环：
自脱异丁烷塔回流罐来的循环异丁烷经过换热器依次进入改质反应器，反应产物依次经过硫酸沉降罐、改质反应器、吸入闪蒸罐、压缩机入口分液罐、制冷压缩机、冷剂冷凝冷却器、冷剂缓冲罐，在冷剂循环泵的作用下返回改质反应器入口建立异丁烷小循环；
2)建立酸循环：
液体酸在硫酸沉降罐与改质反应器之间循环流动，并在改质反应器搅拌机的搅拌作用下，使异丁烷分散于硫酸中形成酸烃乳化液，建立酸循环；
3)切换进料
用醚后碳四原料切换异丁烷进料。用醚后碳四原料切换异丁烷进料后，改质反应器温度出现波动时，通过调节自脱异丁烷塔顶回流罐来的循环异丁烷的流量来调节改质反应器温度，抑制副反应的发生，控制改质反应器温度8-12℃，保持温度平稳。
其中，醚后碳四原料的烷烯比为1.1-1.5:1；改质反应器反应压力为0.4-0.5MPa。
其中，本发明要求的正常酸循环浓度为90-97％。
其中，脱异丁烷塔顶回流罐的循环异丁烷浓度为98-99.9％。
为了缓解烯烃含量高改质反应器飞温和集中精力进行反应条件调节，首先进行单台反应器开工，达到条件后再并入另一台反应器实现提量操作。利用醚后碳四代替异丁烷进行酸烃乳化，由于分子极性的相似相容选择作用，烯烃很容易溶于硫酸中，异丁烷则较难溶于硫酸中，可使酸烃乳化效果更好。在酸烃乳化的同时，烷基化反应也在进行，单位时间内反应产物的气体流量比充装异丁烷产生的气量大，可有效降低离心机喘振，缩短装置的开工时间至24小时左右。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：1)开工步骤中去掉异丁烷大循环后，缩短了装置的开工时间，可节约大量异丁烷，大大降低开工成本，增加经济效益。2)利用原料醚后碳四代替异丁烷小循环时，醚后碳四在硫酸中的溶解度要高于异丁烷，可使硫酸与烃类充分混合良好，使酸烃乳化效果更好，有利于烷基化反应的进行。3)利用醚后碳四代替异丁烷开工时，单位时间内醚后碳四反应产物的气体流量大，可有效降低离心机喘振，保证开工安全。
附图说明
图1是本发明设备连接示意图；
图中，1-换热器，2-改质反应器，3-硫酸沉降罐，4-吸入闪蒸罐，5-制冷离心机入口分液罐，6-制冷离心机，7-冷剂冷凝冷却器，8-冷剂缓冲罐，9-冷剂循环泵，10-改质反应器搅拌机。
具体实施方式
下面通过图1和实施例进一步说明本发明。
本发明专利选用醚后碳四为原料(原料性质见表1)，以山东金诚石化集团有限公司12万吨/年的烷基化装置为例(工艺参数见表2)，进行开工对比。
表1本专利实施例醚后碳四性质
| 组分名称 | 单位vt％ |
| C2H4 | 0.02 |
| C2H6 | / |
| C3H6 | 0.12 |
| C3H8 | 0.29 |
| iC4H10 | 38.92 |
| iC4H8 | 16.33 |
| C4H8-1 | / |
| nC4H10 | 14.18 |
| tC4H8 | 18.03 |
| cC4H8 | 11.57 |
| iC4H6(1.3-丁二烯) | / |
| C5H12 | 0.43 |
| CH3OH | / |
| TBA | / |
| DME | / |
| 烷烯比 | 1.17 |
| 合计 | 99.89 |
表2本专利实例烷基化反应制冷系统工艺参数
| 名称 | 单位 | 工艺参数 |
| 酸浓度 | ％ | 90～92 |
| 反应压力 | MPa | 0.40～0.45 |
| 反应温度 | ℃ | 9～11 |
| 外分子比(体积) | 9～10:1 | |
| 空速 | Hrˉ1 | 0.34 |
| 反应器入口温度 | ℃ | 8.0℃左右 |
| 制冷机分液罐液位 | mm | 0～100 |
| 压机出口压力 | Mpa | 0.3～0.4 |
如图1所示，自脱异丁烷塔回流罐来的循环异丁烷经过反应产物与原料油换热器1进入改质反应器2(管体)，依次经过硫酸沉降罐3、改质反应器2(壳体)、吸入闪蒸罐4、压缩机入口分液罐5、制冷离心机6、冷剂冷凝冷却器7、冷剂缓冲罐8，在冷剂循环泵9的作用下返回改质反应器2入口建立异丁烷小循环。然后，液体酸通过硫酸沉降罐3与改质反应器2在硫酸和异丁烷比重差的作用下建立酸循环。通过改质反应器搅拌机10的搅拌作用，使异丁烷分散于硫酸中形成酸烃乳化液。在维持正常酸循环浓度的条件下，完成建立进料前的酸烃乳化循环。用醚后碳四原料切换异丁烷进料后，改质反应器温度上升至30℃左右，通过调节自脱异丁烷塔顶回流罐来的循环异丁烷的流量来逐步消耗掉其中所含的碳四烯烃，控制改质反应器温度，保持温度平稳。
本实施例中醚后碳四正式进料后，烷基化反应器温度上升至30℃，通过调节自脱异丁烷塔顶回流罐来的循环异丁烷的流量控制烷基化反应器温度8-12℃，保持温度平稳。
本实施例中，利用醚后碳四代替异丁烷开工成本对比见表三。
表3本专利实例与传统开工方案成本对比
| 项目 | 本专利实例 | 对比实例 |
| 开工时间(小时) | 24 | 50 |
| 开工费用(万元) | 206 | 415 |
Claims (3)
1.一种缩短硫酸法烷基化装置开工时间的方法，其特征是，依次包括如下步骤：
1)先建立异丁烷小循环：
自脱异丁烷塔回流罐来的循环异丁烷经过换热器依次进入改质反应器，反应产物依次经过硫酸沉降罐、改质反应器、吸入闪蒸罐、压缩机入口分液罐、制冷压缩机、冷剂冷凝冷却器、冷剂缓冲罐，在冷剂循环泵的作用下返回改质反应器入口建立异丁烷小循环；
2)建立酸循环：
液体酸在硫酸沉降罐与改质反应器之间循环流动，使异丁烷分散于硫酸中形成酸烃乳化液，建立酸循环；
3)切换进料
用醚后碳四原料切换异丁烷进料。
2.根据权利要求1所述的缩短硫酸法烷基化装置开工时间的方法，其特征是，醚后碳四原料的烷烯比为1.1-1.5:1；改质反应器反应压力为0.4-0.5MPa。
3.根据权利要求1所述的缩短硫酸法烷基化装置开工时间的方法，其特征是，酸循环浓度为90-97％，脱异丁烷塔顶回流罐的循环异丁烷浓度为98-99.9％。
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