离子液烷基化装置生产异丁烷工艺方案

殷超凡

（中韩（武汉）石油化工有限公司，湖北 武汉 430076）

中韩（武汉） 石化新建30万t/a离子液烷基化装置，采用中国石油大学（北京） 烷基化技术，利用混合碳四原料在离子液催化剂作用下，异丁烷与烯烃反应生产烷基化油。该烷基化油具有辛烷值高，不含烯烃和芳烃、敏感性小、调和性好、挥发性好和燃烧清洁等优点，是生产高标号汽油的理想组分。该装置所用烷基化技术为国内同规模烷基化装置初次工业应用。

主装置由碳四原料预处理，烷基化反应及沉降分离，反应流出物碱洗水洗，制冷压缩，产品分馏和产品精制，离子液再生和公用工程等部分组成，见图1。装置开工初期需要向系统内垫入1400t高纯度异丁烷。通过外购方式获取开工异丁烷，不仅成本较高，而且受运力影响，使得本装置开工周期较长。本文依托Aspen软件模拟数据作为理论支撑，利用本装置现有设备，以加氢裂化装置产出的饱和液化气为原料，生产出纯度高达97%的异丁烷。该方案节约开工成本的同时，极大的缩短了开工周期，为国内同规模烷基化装置开工提供了参考。

图1 高纯度异丁烷生产流程

1 Aspen模拟

生产流程图见图1。本文选取离子液烷基化装置中碳四原料预处理单元中的脱轻烃塔（C101）与产品分馏单元中的脱异丁烷塔（C201）和脱正丁烷塔（C202） 组成开工异丁烷生产装置。仅在C101底部增设一条DN150的管线至C201进料线，无需其他工艺变更即可满足生产要求。该工艺方案以加氢裂化装置生产的饱和液化气作为原料，运用1.0MPa低压蒸汽作为加热介质，利用Aspen软件进行建模计算，计算结果（见表1）表明选取设备均满足生产要求，该方案可行。

表1 Aspen模拟计算结果

2 生产方案

加氢裂化装置生产的饱和液化气主要成分为丙烷，正丁烷和异丁烷。在本次生产方案中，为满足工艺需求C202需要垫塔30t烷基化油，分馏生产出的丙烷将作为液化气外送，分馏生产出的正丁烷将作为产品外送，分馏生产出的异丁烷作为开工原料直接输送到离子烷基化系统中，为后续装置循环脱水提供开工原料。根据工艺设计要求，开工异丁烷纯度不得低于95%，计划用量1400吨。现有流程均满足原料输入及产品外送条件，具体操作方案如下：

1） 按照正常开工步骤，投用公用工程；2）打通开工烷油线，向C202进垫塔油至C202底液位80%；3） 打通收加裂液化气流程，收加裂饱和液化气进D102；4） 待D102液位50%，同时启动P102两台机泵向C101进料，投控制进料流量13t/h；5） 待C101底液位80%，投用E102蒸汽，控制每小时升温速度不大于20℃/h；6） 待D103液位上升至55%以上，启动P103建立回流；7）根据来料量及C101负荷控制加裂液化气进料量，调整C101系统操作，排不凝气，控制塔顶压1.6MPa，塔底压1.8MPa，顶温45～60℃，底温 85～105℃；8） 待 D103液位 55%，打通D103至液化气罐区流程，外送液化气；9） 待C101底液位60%，向C201进料，投A202并设自动，控制好C101工艺参数；10）待C201底液位80%时，投E207蒸汽缓慢升温，升温速度不大于20℃/h，D210液位上升至60%时，启动P209建立回流；11） 调整C201操作，控制塔压0.6MPa，顶温45～55℃，底温 133～145℃，回流量80～100 t/h；12） D210液位高于 60%时，启动P210建立开工收异丁烷流程；13）C201底液位60%时，打通C201底至C202流程，向C202进料，投E208蒸汽缓慢升温，升温速度不大于20℃/h；14） 待D211液位50%，启动P211建立回流；15） 调整C202操作，控制C202回流量6 t/h，塔顶压力 0.42MPa，底压 0.45MPa，顶温51℃，底温163℃；16） 待D211液位50%以上，投用E210，打通正丁烷出装置流程，向罐区送正丁烷。

通过化验分析表明，通过该方案生产出的异丁烷纯度为97.91%，满足离子液烷基化装置开工需求，按照13t/h饱和液化气进料量连续生产170h即可完成1400t开工异丁烷的生产要求。如采用外购异丁烷的方式，供应方生产时间加上运输时间计划需要15d。通过该方案利用现有装置生产异丁烷可以大大缩短开工周期。

异丁烷生产方案物料平衡见表2。

表2 异丁烷生产方案物料平衡

3 总结

中韩（武汉）石化新建30万t/a离子液烷基化装置中现有设备满足自生产异丁烷工艺要求，以加氢裂化装置生产的饱和液化气作为原料，生产出的异丁烷纯度高达97.91%，满足离子液烷基化装置开工需求。按照该生产方案连续生产170h即可完成1400吨开工异丁烷生产任务，降低开工成本的同时极大缩短了开工周期。