烷基化操作规程(1)

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1、word烷基化操作规程流出物制冷硫酸法烷基化装置操作手册目录第一章 、工艺简介第二章 、工艺原理第三章 、操作原理第四章 、开停工指南第五章 、硫酸安全使用手册第六章 、化验分析手册第七章 、故障与分析第一章 工艺简介 本章内容主要介绍烷基化过程中的根本化学原理,讨论对产品质量有较大影响的操作变量。 烷基化反响实在强酸存在的条件下轻烯烃C3、C4、C5和异丁烷的化学反响。虽然烷基化反响在没有催化剂存在时在高温下也可以发生,但是目前投入工业运行的主要的低温烷基化装置仅以硫酸或者氢氟酸做催化剂。一些公司正在继续致力于固体酸催化剂烷基化装置的工业化。烷基化过程发生的反响较为复杂,产品沸点X围较宽。选

2、择适宜的操作条件,大多数产品的馏程能够达到所期望的汽油馏程,马达法辛烷值X围8895,研究法辛烷值X围9398。 STRATCO流出物制冷硫酸法烷基化工艺极其专利反响设备STRATCO接触式反响器的设计可促进烷基化反响、抑制副反响如聚合反响的发生。副反响提高了酸消耗量,并造成产品干点升高、辛烷值降低。 本章的其余局部将对影响烷基化产品质量的烷基化反响化学原理与其工艺变量进展讨论。A. 化学原理 在STRATCO烷基化工艺中,烯烃与异丁烷在硫酸催化剂存在的情况下发生反响,形成烷基化物 一种汽油调和组分。进料中存在的正构烷烃不参加烷基化反响,但会在反响区域内起到稀释剂的作用。 如下化学式即可表示理

3、想的C3、C4、C5烯烃的烷基化反响:实际的反响要复杂的多。这些反响在酸连续相乳化液进展,在乳化液中烯烃与异丁烷接触。酸/烃乳化液通过在STRATCO的专利设备接触式反响器中对酸烯烃混合物剧烈搅拌得到。STRATCO烷基化反响工艺使用硫酸作为催化剂。根据定义,催化剂可以加快化学反响,但自身不发生变化。然而,在硫酸烷基化工艺中,必须连续的向系统中参加硫酸。由于副反响与进料中的污染物造成酸浓度下降,所以需要向系统中补充酸。聚合反响是一种与烷基化反响竞争的副反响。在聚合反响中,烯烃分子相互反响形成几种聚合物,产生高终馏点、低辛烷值的产品,以与可导致高耗酸的酸溶性油。 反响区内对烷基化反响有利并抑制竞

4、争副反响的条件是:高异丁烷浓度低烯烃空速低反响温度剧烈搅拌高酸强度1. 异丁烷浓度为了加快期望的烷基化反响,必须在反响区内保持高浓度的异丁烷。因为异丁烷在酸中的溶解度比烯烃的溶解度低,所以异丁烷需要保持高浓度,以抑制在酸相中可能发生的烯烃聚合反响。混合进料中的异丁烷与烯烃体积比一般控制在7:1至10:1的X围内变化。由于异丁烷的消耗量大约与进料中的烯烃成化学计算比例,反响区域内物料中过量的异丁烷可以予以回收,并再循环到反响但愿。异丁烷的回收可以在制冷压缩单元与分馏单元中进展。稀释剂可降低异丁烷的浓度,因而产生有害影响。正丁烷与丙烷,尽管是烷基化反响中的不活泼成分,如果不将其以外排物流方式去除,

5、这些成分可能发生积聚。丙烷可以通过从制冷剂储罐到脱丙烷塔的制冷剂中分出一局部的方式将其从单元中去除。正丁烷可以在分馏单元中以产品物料形式去除。2. 烯烃空速烯烃空速是优化烷基化工艺设计的一个重要变量。烯烃空间速度的定义是每小时注入的烯烃体积除以反响器中的酸体积。此术语只是反响器酸相中烯烃浓度的度量方法。降低烯烃的空间速度可提高异丁烷与烯烃之间的反响概率,相反,提高烯烃的空间速度可提高各烯烃之间的反响概率,降低的空间速度可产生质量更好的产品。3. 反响温度 C之间。尽管反响器可以在18C以上操作,高温操作的副作用是发生过多的聚合反响、烯烃氧化反响、酸稀释,并产生烷基酸脂。 从反响速率角度来看,降

6、低反响温度是有利的。然而,温度低于4C会抑制酸沉降器中的沉降速率,并导致跑酸。跑酸不仅会浪费酸,而且会导致接触式反响器管束结垢,污垢覆盖在管壁内侧,由于硫酸在低温下的粘度很高,早高浓度96wt%接触式反响器中,这个问题尤为严重。4. 混合 由于异丁烷只是微溶于硫酸,需要将烯烃与酸进展剧烈搅拌,以便产生烷基化反响。剧烈搅拌并伴以低温条件可以是烯烃在酸连续相乳化液中均匀分布。提高乳化作用可以增大酸相的外表积,以利于异丁烷到酸相的传质。C。这将降低出现局部热点的可能性。局部热点可造成烷基化物产品质量下降,并且加剧系统的腐蚀。在反响器内剧烈搅拌可以使烯烃在酸乳化液中均衡分布。 这样可以防止局部区域内的

7、异丁烷与烯烃的比率。以与酸与烯烃的比率不理想,这两种情况均可以加速烯烃的聚合反响。 酸浓度或酸强度影响烷基化产品的质量。酸浓度变化对烷基化物质量的影响取决于反响器混合的效率以与酸稀释剂的组成。这些稀释剂大局部为水、烷基硫酸盐以与通常称为红油的酸溶性油。据报道,水降低酸催化剂活性的速率比烯烃稀释剂降低酸催化剂活性的速率快3至5倍。因此,尽量降低进料污染物的浓度非常重要,特别是氧化产物,以确保进料凝聚过滤器性能。然而,有必要保存一些水,以对酸进展电离。当异丁烷基化时,酸浓度为9294wt%,水浓度为0.51wt%,其他为酸溶性油,方可获得更好的烷基化物质量与最高产率。 为了尽可能降低酸的消耗量,应

8、该在安全限度内尽可能降低废酸浓度,在大多数情况下,酸再生所节约的本钱可补偿由于在酸低浓度下条件运行造成的辛烷值损失,然而,在最低浓度以下装置将无法进展操作丁烯烷基化反响所需要的硫酸浓度约为8789wt%。如果酸浓度低于这个值,聚合反响将变得非常显著,以至无法保持酸的正常浓度。这将导致“跑酸。为了防止跑酸,多数丁烯烷基化装置将浓度维持一个23%的安全X围,在废酸浓度8990wt%条件下操作。6. 经验法如此 如下经验法如此将异丁烷浓度、烯烃空间速度、温度与酸浓度与典型丁烯烷基化工艺的烷基化物辛烷值联系在一起。经验法如此4适用于单个反响器,在多数反响器工艺的装置中酸浓度的影响将放大。经验法如此5使

9、用法如此1至4中的预测的辛烷值变化来估算硫酸消耗量的变化。 这些经验法如此对粗略估算丁烯烷基化装置中操作条件变化的影响非常有用。然而,如同任何一般相互关系一样,经验法如此应用时须慎重。经验法如此反响器温度每上升1RON每上升1,酸耗降低18KG/m3烷基化物。硫酸法烷基化装置操作条件最优一般异丁烷占反响器乳液比例LV%62-7055-75烯烃空速1/Hr反响温度C反响器中硫酸比例LV%45-6040-60第二章 工艺流程说明本章主要介绍烷基化装置工艺概貌以与主要设备的作用 在STRATCO流出物制冷烷基化工艺中,丙烯、丁烯和戊烯在硫酸的催化作用下反响发生烷基化产品。烷基化产品是馏程与汽油一样的

10、支链烷烃的混合物。烷基化汽油作用与炼厂其他装置的汽油产品调和以提高辛烷值、降低蒸汽压。 中海油某某炼油项目烷基化装置只有一股烯烃进料。改良料为MTBE装置剩余C4组分和加氢裂化液化气,循环冷剂、脱丁烷塔顶产品循环为反响器提供异丁烷。 烷基化装置的进料与补充异丁烷进料和来自脱异丁烷塔的循环异丁烷混合,混合后的进料进入进料/流出物换热器,被闪蒸罐来的反响流出物冷却。 由于温度降低水的溶解度相应降低,进料烯烃所含溶解水会从进料/流出物换热器下游别离出来,新形成的游离水在进料凝聚脱水器被脱掉,脱水后进料与闪蒸罐来的循环冷剂混合后进入反响器。 混合进料中的烯烃和异丁烷在STRATCO接触式反响器中反响生

11、成烷基化物。进料中的丙烷和正丁烷不参与烷基化物反响,只在反响区起稀释剂作用。 STRATCO接触式反响器是一个卧式压力容器,内有混合叶轮、内循环管、以与用以带走烷基化反响热的换热管束。烃进料进入反响器内部循环管混合叶轮吸入侧,叶轮将烃迅速分散在硫酸催化剂内,形成一种酸烃乳化液,乳化液将叶轮的推动下在反响器内高速循环。一局部乳化液从叶轮排出侧离开反响器进入酸沉降罐,在重力作用下烃相从乳化液中别离出来。较重的富酸乳化液沉淀到容器底部并返回反响器混合叶轮的吸入侧,这样,叶轮在接触式反响器与酸沉降器之间起到了一个乳化液循环泵的作用。 烃相从酸沉降罐顶部经一个背压调节阀进入反响器换热管束管程。利用背压调

12、节阀设定压力0.4MPag的压力调节来确保酸沉降罐内的液体保持液相。烃流经背压调节阀后压力降低到0.045MPa(g),一局部较轻组分气化,使得烃流温度降低到大约0C。两相无料流经反响器换热管束时,吸收烷基化反响热,轻组分继续气化。这种热量传递过程使得反响温度保持在7C。 反响区内的硫酸在烷基化反响中起到催化剂作用。副反响产品和进料污染物形成的稀释物在硫酸中集聚,是的酸浓度降低。较低浓度硫酸携带少量烃从酸沉降罐中排出。 装置的硫酸在低浓度酸沉降罐中沉淀别离。为保持预期的废酸浓度90wt%,需要连续不断的排出沉降罐中的废酸。为补充排出的酸,应不断的将新鲜酸99.2wt%补充到高浓度酸沉降罐。控制

13、沉降罐废酸排出流量以便维持酸沉降罐中酸液面稳定。 反响流出物离开换热管束后,进入闪蒸罐的吸入侧,在此处液相和气相馏分别离。闪蒸罐有两个被隔板隔开的液相空间和一个公用气相空间。反响流出物收集在隔板的一侧吸入侧并利用泵送到流出物处理局部。来自制冷系统的制冷剂凝液进入闪蒸罐隔板的另一侧。制冷剂主要由异丁烷组成,冷剂通过冷剂循环泵返回到反响器。两种物流的气相馏分混合进入冷剂压缩机入口,由低压蒸汽透平驱动的冷剂压缩机将冷剂气体的压力提高到0.72MPag,这样冷剂就可以在空冷中完全冷凝下来。 冷剂冷凝液被收集在冷剂罐中,一局部来自冷剂罐的冷剂冷凝液先经冷凝剂冷却器冷却,然后进入节能罐。冷剂冷凝液进入节能

14、罐时,经一个减压阀减压到0.22MPa,一局部气化,气相进入冷剂压缩机中间段再被压缩,而剩余液体流入闪蒸罐的闪蒸侧进一步气化和冷却。节能器提供的中间段的降压使压缩机节能大约7%。 冷剂收集在闪蒸罐中并作为冷剂循环用泵送到反响器,闪蒸罐中的气相进入冷剂压缩机。丙烷外排单元 丙烷外排单元的主要作用是排出系统中随进料的丙烷组分。丙烷的外排可以防止丙烷在脱异丁烷塔顶和制冷局部的积聚。 压缩机出口冷剂罐中的剩余局部作为丙烷产品被送到丙烷碱洗罐中以中和其中残留的酸性组分 ,丙烷与来自含酸气碱洗塔的8-10wt%碱溶液接触反响,丙烷碱洗罐上游的静态混合器中为中和反响提供了足够的混合强度,混合产生的乳化液进入

15、丙烷碱洗罐,在凝聚脱水介质的作用下别离碱和烃。 大局部从丙烷碱洗罐底部回收的碱溶液再循环注入丙烷碱洗混合器上游,以便与新鲜碱流12wt%NaOH混合,小局部来自丙烷碱洗罐的碱溶液被连续不断的送入流出物碱洗罐,从丙烷碱洗罐的烃流在丙烷水洗混合器中与新鲜洗涤水混合,上游的静态混合器为中和反响提供足够的混合强度,混合物在丙烷凝聚脱水器中别离脱水,废水收集器底部并送入流出物碱洗罐。处理合格的丙烷经过丙烷产品冷却器冷却到40%C被送出装置。 如前所述,来自反响器换热管束的液相收集在闪蒸罐的吸入侧。这种物流反响流出物含有微量的硫酸和硫酸与烯烃反响形成的反响器中间产物单烷基硫酸酯酸性脂和双烷基硫酸酯中性脂。

16、如果不脱出这些烷基硫酸酯,他们在下游处理设备中可能会引起腐蚀和积垢问题,这些烷基硫酸酯盐可以在流出物处理局部中通过用新鲜硫酸洗涤,紧接着用热碱水和除盐水洗涤的方法除掉。 从闪蒸罐来的流出物首先经进料/流出物换热器以冷却进料,然后与新鲜酸在静态混合器中混合,游离酸和单烷基硫酸盐酸性脂溶解到硫酸中被从流出物中除去,烃和酸相在聚结介质作用下在酸洗凝聚脱水器中别离。 从流出物酸洗罐回收的酸中含有从流出物吸收过来的酸性脂。一局部酸被送到反响局部,反响中间产品可以进一步反响生产烷基化物。并为反响器提供新鲜酸,其余的酸被连续不断地循环回注到硫酸罐上游的酸混合器,与新鲜流液混合。从新酸储罐补充新鲜酸以便保持酸

17、洗罐酸液位。 来自酸洗罐的烃进入流出物碱洗罐与热碱水混合,混合后温度为49C,烃碱混合物先流经流出物碱混合器然后进入流出物碱洗罐,烃和水相在重力和聚结介质作用下沉降别离。流出物与碱水接触,残留其中的硫酸、酸性脂和中性脂都被分解,为热分解残留的烷基硫酸盐并中和从酸洗罐来的微量酸,控制碱洗温度49C。 通过与来自脱正丁烷塔底的烷基化汽油换热,将热量传递到碱洗罐。这个过程要通过位于碱水循环泵后的碱水循环线的碱水/烷基化汽油换热器来完成,需要时,换热器下游可使用一个碱水蒸汽加热器以加热碱水,该换热器以低低压蒸汽作为热源。 通过控制来自丙烷碱洗罐的碱流量来控制流出物碱洗罐碱水PH值在111X围内。碱洗罐

18、中的废碱液被不断排出,用来自净流物水洗罐和丙烷水洗罐的水控制碱水洗罐中的电导率和总固体可溶物TDS含量。碱洗罐中的水相电导率应保持在50008000mho/cm之间。电导率与TDS含量成函数关系。C,然后进入脱异丁烷塔。分馏单元 反响流出物在脱异丁烷塔中进展分馏。在分馏局部中,异丁烷炒从脱异丁烷塔顶回收并循环到反响器,剩余的塔底产品再被别离为正丁烷和烷基化产品汽油。 洗涤合格的反响流出物从第8层塔板进入脱异丁烷塔,脱异丁烷塔从反响流出物中回收异丁烷送回到反响器。 脱异丁烷塔塔底设有热虹吸式再沸器,使用低压蒸汽作为热源。塔内上升气相在塔盘上与下流的液体回流接触,塔内的温度梯度导致浓度梯度,异丁烷

19、浓度自下而上逐渐增加,正丁烷和较重组分含量自上而下逐渐增加。 脱异丁烷塔顶气相中异丁烷含量为88LV%,塔顶的异丁烷在塔顶空冷器内冷凝并收集在塔顶回流罐中,一局部异丁烷液体作为回流被送回到塔顶,其余异丁烷冷却到40C后循环返回反响器。 脱异丁烷塔底产品被送到脱正丁烷塔进一步分馏,脱正丁烷塔将其别离为正丁烷和烷基化汽油,脱正丁烷塔塔底设有虹吸式再沸器,使用低压蒸汽提供热。脱正丁烷塔塔顶气相在脱正丁烷塔塔顶水冷器内冷凝并收集在脱正丁烷塔塔顶回流罐,一局部正丁烷作为回流返回到脱正丁烷塔顶,剩余的作为正丁烷产品经过正丁烷产品冷却器冷却后送往罐区。 脱正丁烷塔底产品即是全馏分烷基化汽油。烷基化汽油首先和

20、循环碱水换热,然后加热脱异丁烷塔进料,最后经过产品冷却器冷却到40C送往罐区。废水废气处理局部 硫酸法烷基化装置的废酸脱烃设计、工艺废水的化学处理系统各家炼厂差异较大。地方法规、炼厂操作方案的选择、国家政策都对装置的最终设计有较大影响。烷基化装置的废液主要是废硫酸和工艺废水A. 废酸1. 废液 废酸从低浓度酸沉降罐流到后沉降罐,该罐作为别离酸和烃相提供额外沉降时间,在后沉降罐中回收的烃被再循环到酸沉降罐。后沉降罐来的酸被送到废酸脱烃罐。 存留在废酸中的多数残留烃在火炬总管工作压力下在废酸脱烃罐中闪蒸。大尺寸的废酸脱烃罐为废酸提供储存功能,并作为别离残留液体烃提供额外的沉降时间。罐顶气体去含酸气

21、体碱洗塔进展碱洗。 废酸脱烃罐内部有两个由竖式堰隔离开的局部。残留烃溢过堰板进入烃回收=收集侧并用泵送回到反响器。在废酸脱烃罐的烃收集侧设有一个水包收集溢出堰板的酸。该水包的酸可排放废酸脱烃罐排酸泵的入口 从废酸脱烃罐的酸收集侧来的酸被连续不断的用排酸泵送到废酸储罐,同事该泵提供小流量循环以减少废酸携带进入废酸罐的烃量。 DuPont公司推荐装置的新酸罐、废酸罐容量至少可供7天生产之用。同时推荐设置一个新酸罐、一个废酸罐、一个公用备罐。 装置停工期间,酸从反响器和酸沉降罐被排到废酸脱烃罐,烃在将酸泵送到储罐之间被别离掉。废酸应含有1wt%的硫酸二丁酯和1wt%的硫酸单丁脂。烷基化装置的废硫酸一

22、般组成如下:可滴定酸硫酸水不溶物水磺酸有机硫酸盐二氧化硫废酸储存时间延长,以上组成可能发生变化,因为组分会缓慢的继续反响。 上述“水不溶物主要是指在烷基化反响中形成的烃类聚合物C12C20,这些聚合物一般被成为酸溶性油或者“红油,含有大量双键共轭二烯烃、C5环极其支链化合物。这些聚合物可以和硫酸反响生成二氧化硫和水。因此,随着时间的增长,废酸中的二氧化硫和水的含量会增加。随着二氧化硫和水的产生,聚合物的H/C相应降低,最终可能形成高碳固体沉积物,然而这种情况一般只会在废酸超期存放时发生。 上游装置的操作异常可能会影响废酸的含水量。废酸也可以从空气当中迅速吸收水分,因此,废酸在送往再生装置之前的

23、总存放时间和存放方式,都会对其组成造成影响。 前面提到的废酸组成中的磺酸是一种类似于前述“水不溶物的复杂物质,但性质比后者稍微活泼,“有机硫酸盐主要是显弱碱性的双丁基硫酸盐和显弱酸性的单基硫酸盐。废酸中也可能存在有限的二氧化硫与水反响形成的亚硫酸。2. 工艺废水A. 废碱水 在流出物处理局部中,废碱水不断的自流出物碱洗罐中流出,因此废水流量远大于装置产生的其他废水的流量。 自流出物碱洗罐中的废碱水流量与注入碱洗罐中的水流量大致相当。为0.05m3/m3流出物。或者5.4m3/hr,实际补水量主要取决于补水中的总固体可溶物的含量以与装置的操作方式。通常STRATCO装置的实际操作耗水量要低于设计

24、耗水量。 从流出物处理系统来的废碱水液一般PH值为10-12.溶质应为50%的亚硫酸钠和硫酸盐,50%的残留碱。废液也可能含有微量烷基硫酸钠盐,该物流中的总固体可溶物(TDS)值可以用溶液电导率来衡量,约为50008000mho/cm。必须注意的是,上游的流出物酸洗罐能够有效的脱出废酸脂而且携带的酸量也较小,因此流出物碱洗系统所需求的中和量以与中和产生的残留眼泪,在废碱水系统中已经降到最小限度。 需要重点注意的是:含有亚硫酸钠的废水一定不能和来自硫化氢碱洗系统的废水混合,因为其中寒流硫化钠,混合将产生胶状沉淀物。0.5。0.5.。来自塔顶回流罐和进料脱水的水量取决于如何操作烷基化装置,但如果与

25、废碱水相比,来自这些水包的废水流量较小。 来自流出物碱洗罐,进料脱水罐以与蒸馏塔顶回流罐的废水流到废水脱气罐。废水脱气罐保持在火炬总管压力下,是用来闪蒸轻烃和废水中的不凝气。来自废水脱气罐的不凝气直接流到火炬总管火炬分液罐。脱气后废水流经废水脱气罐液位控制器被送到中和系统。3. 废水中和系统 中和系统的作用实在烷基化装置污水泵送到炼厂废水处理设施之前将其中和。为使废水处理设施中的微生物达到最优性能,应在中和系统排放前将烷基化装置废水中和到PH值约为6-7。 装置正常操作期间,中和系统的污水主要是从废水脱气罐来的污水和烷基化装置化学污水管和酸污水管来的水,装置停工时,从反响器/酸沉降罐中和操作过

26、程中来的大量废水也送到中和系统。 中和系统是一个位于地下的抗酸混凝土中和池组成。中和池污水排出泵连续不断的将处理合格的污水送到炼厂废水处理设施,小量新鲜酸和新鲜碱可以直接从中和酸罐和中和碱罐加到中和池以控制废水PH值。运行一段时间后,中和池的废油储罐中会积聚一定量的废油,但量较小。废油性质与C5+烷基化油相似。B.工艺气排放、安全阀和火炬系统 烷基化装置的工艺废气仅限于正常操作中排放的气体和事故状态下安全阀开启时排放的烃类。1. 安全阀和火炬系统 废气排放到燃料气系统或者轻烃类火炬系统或者废酸脱烃罐,这取决于废气储罐在的酸含量,每个放空、泄压管线的具体流向参见P&ID图。所有不含酸烃类安全阀和

27、非酸防空法直接排到火炬系统或者燃料气系统。 所有含酸烃类和含酸空气流排放到废酸脱烃罐以与脱除其中的液态酸、液态烃。这些防空气体所包括来自一下设备的气体:接触式反响器、酸沉降罐、酸后沉降罐、闪蒸罐、排酸罐、酸洗罐、节能罐和冷剂罐。实际操作中可能含有酸性气的所有排放也应排到废酸脱烃罐,这些排放主要包括流出物泵、冷剂循环泵、脱丙烷器进料泵、含酸废油泵以与冷剂罐。 收集在废酸脱烃罐中的废酸被用泵送到废酸储罐,液态油品被泵送回反响器。废酸脱烃罐排出的轻烃气流到含酸气碱洗塔以中和酸性物质,然后送往火炬系统。含酸气碱洗塔是一个立式塔,由两局部组成,在塔上部,酸性气体在塔盘上与循环的12wt%碱溶液接触并中和

28、酸性组分,下局部为一个碱溶液贮槽,循环碱经碱循环泵打到洗涤器顶碱分配器。经新鲜碱泵将新鲜碱补充到洗涤塔控制液位。 中和后的瓦斯气从含酸气碱洗塔顶排往火炬分液罐。在火炬总管末端应设置干气吹扫设施用以吹扫火箭线,这是为了确保进入排放火炬总管的酸性气体不会滞留在管线内而侵蚀管线。2. 酸储罐排放的酸性气 三个酸储罐上都设有充氮气系统和排放气系统维持罐内微正压,因此,这三个罐的排空线中都含有大量氮气。 硫酸腐蚀碳钢储罐会产生氢气,储罐第一次投用在储罐内壁形成硫酸铁膜时产生的氢气量较多,这层膜会在硫酸和钢之间形成保护膜,可以将腐蚀速度降至最低,因此储罐投用一段时间后,储罐排放的氢气量会降低到一个非常低的

29、水平,当没有硫酸进出储罐时,氢排放量也相应减少。 新鲜酸储罐的排空气体主要是氢气和氮气,杜邦目前所了解的情况是,新鲜酸储罐的防空气体都直接未经任何处理的排放到远离人员的安全位置,因此杜邦将某某炼油的新酸罐设计为直接排空。 新酸储罐的排空气体中的氢气和氮气的比例与体积流量难以预测。此比例和流量与储罐温度、尺寸、硫酸浓度、水含量、进出储罐的流量有关。放空气体的额最大流量大约等于进入储罐的硫酸流量。 废酸储罐的排空气体除氢气和氮气外还包括气态烃主要是丁烷、SO2 废酸储罐的排空气体首先在酸雾喷射器中与循环碱接触中和SO2,然后进入酸雾碱洗分液罐中别离出液体碱。酸性气中的SO2与NaOH反响生成的Na

30、SO3溶解于液相中。罐顶气体进入活性炭过滤器。 活性炭过滤器中的活性炭吸收罐顶排空气中的氢气,产生的清洁气体排放到大气中。废酸储罐排放的SO2估计流量基于以下假设:A. 正常操作每天耗酸26.5吨。B. 废酸脱烃罐废酸含有0.3%的SO2C. 进入废酸罐的SO2约有20%从酸中逸出并从罐中排出。从废酸罐排往活性炭过滤器的气态烃流量可能接近最小值,非正常条件如废酸自废酸脱烃罐携带烃时除外。第三章 操作原理本章主要介绍烷基化装置每个主要工艺单元的操作变量。A. 装置组成 STRATCO流出物制冷烷基化工艺的原如此流程图参见下页图3-1。本原如此流程图中未包括废酸脱烃罐、废水脱气、污水中和与酸碱储罐

31、局部。本手册包括完整的工艺流程图(PFD)。整个装置的最新详细信息请参考最新的PFD和管道与仪表流程图P&IDs. 本烷基化装置设计可同时进展两台STRATCO接触式反响器与两台酸沉降器。硫酸先进入第一级反响器,第一级酸沉降器的中等浓度酸将流入第二级反响器。这种布置可以使用两个酸浓度等级操作来达到理想效果。相反,烃物料同事按一样的流量分别进入两台反响器。1. 烯烃进料 烷基化装置操作中影响最大的变量为烯烃进料流量与进料组成。一般来说,这些变量均不在烷基化装置操作的控制X围内,因此,有必要了解烯烃进料可能发生的每种变化或者这些变化的组合影响。 烯烃进料中包括的组分可轻至氢当上游有一个选择性加氢装

32、置时,重至C6烃特别是进料中具有相当数量的戊烯时。当进料由C3、C4与C5烯烃组成时,即出现复杂的烯烃进料。如前几节所述,这些不同的烯烃可生产不同产品质量的化合物,好酸量也不同。 非常明显,因为每个装置所处理的原料不同,每个装置均有自己独特之处。然而,特定的操作结果与烯烃类型相关。例如,当C3烯烃引入C4进料时,产品辛烷值将下降,耗酸量将上升,并且丙烷的产量将上升。另外,丙烯含量上升将导致热负荷和必须通过制冷局部去除的丙烷量上升。最后,随着丙烯数量的上升,进料物料流中存在乙烷与乙烯污染物的可能性随之上升。这些组分,即使数量很少,也会为酸沉降器与反响器流出物处理设备造成操作困难。烯烃进料物料流中

33、的杂质也会影响装置的操作。这些杂质一般可分为四种类型:影响烷基化反响正常进展的稀释剂影响压缩制冷单元的不凝气消耗大量酸的污染物延长酸和碱混合物的破乳时间的污染物稀释剂 稀释剂,如丙烷或正丁烷,可以抑制期望的烷基化反响。在稀释剂影响生产之前,进料物流中的稀释剂的浓度应该达到相当高的浓度。稀释剂通过干扰酸相中的异丁烷与烯烃分子之间的反响趋势,使得烯烃与烯烃分子之间的反响得到加强。尽管稀释剂无法从进料中完全去除,也必须通过外排装置物料的方式来去除反响物中的稀释剂,以防止发生积聚。对这些杂质的清楚可以在制冷与分馏单元中进展。不凝气 不凝气,如氢和乙烷,将会在制冷单元积聚,应该定期去除。这些杂质的影响将

34、在压缩制冷单元中进展更加详细的说明。耗酸污染物 进料中可以包括多种耗酸污染物中的一种。 在烯烃进料可能存在的一种耗酸杂质为丁二烯。丁二烯主要实在FCC或者焦化装置中的由热裂化反响产生的一种组分。一般来说,丁烯进料中的丁二烯浓度约为20004000PPM假定无聊未经加氢处理。尽管有证据证明少量丁二烯可转化为烷基化物,但大局部丁二烯会对酸相进料进展稀释,早晨酸消耗增加。 每KG丁二烯可稀释约8.3KG酸酸浓度X围为99.2wt%90wt%。于此相比,谁不会与酸发生反响,但会将酸稀释,每KG水可以稀释9.8KG酸。相反,污染物如二甲醚与甲醇的耗酸量为每千克污染物耗酸量12.5KG和26KG。DME与

35、甲醇的耗酸量均高于水的耗酸量,这明确这些污染物必须与酸反响,同时将酸稀释。另外,丁二烯的耗酸量低于水的耗酸量,说明这些污染物的一局部成了烃产品。 丁二烯反响可以通过比照二烯烃与单烯烃的立体化学结构来解释。所有的烯烃双键位置都会与硫酸反响产生烷基化硫酸酯酸性脂。当一个异丁烷分子与单烷基硫酸酯接触时,即产生一个烃分子,同时硫酸酯再被分解成硫酸。然而,如果是二烯烃,择优两个双键位置可以发生烷基硫酸酯,很明显,这两个双键位置与异丁烷分子发生反响的可能性大大降低,这将导致一种溶于酸的复杂分子,造成酸被稀释,降低酸的浓度,当双烷基硫酸酯的这两个位置与异丁烷发生反响时,将产生C12烃而不是通常的C5至C11

36、X围内的烷基化产物,这将降低烷基化产品的质量并造成烷基化产品终馏点上升。化合物KG酸/KG污染物化合物KG酸/KG污染物水二甲醚乙硫醇二乙醚乙基二硫化脂甲基叔丁基醚硫化氢乙基叔丁基醚乙烯甲基叔戊基醚环戊烷1,3-丁二烯乙炔3-甲基-1,2-丁二烯1-丁炔2-甲基-1,2-丁二烯1-戊炔1,3-戊二烯甲醇1,4-戊二烯乙醇环戊二烯t-丁醇甲醛二乙醇胺乙醛图3-3烯烃进料中污染物耗酸量这些因数适用于酸稀释X围99.290.0wt%硫酸如果将这些数据应用于其他酸稀释X围,可使用如下公式耗酸量=表中数据*废酸浓度wt%/10.0*新酸浓度wt%-废酸浓度wt% 一般来说,在烯烃进料中将存在一定数量的水

37、,反响区域内存在水会增加酸的消耗量,降低催化剂的活性,并加剧烷基化装置的腐蚀,水作为游离水或溶解水与烯烃进料一起进入,或者作为碱或甲醇的反响产物,对反响区域造成污染。 STRATCO装置设计可以将大局部游离水在进料脱水器中脱除,烯烃进料与循环异丁烷混合,并被反响流出物冷却。由于温度降低水溶解度相应降低,一局部溶解水将会在进料/流出物换热器下游从进料中别离出来。新形成的游离水在进料脱水器中被脱除。进料脱水器的设计应该使混合进料中的游离水含量不超过15wppm。剩余的水如此在进料换热器出口温度下溶解于烃中。 一般来讲,应该对脱出水的流量进展监控,以确保脱水器中的脱水介质仍与初始投用时具有一样的出水

38、率。应该对脱水器水包中收集的水的PH值与铁含量进展定期检测。另外,同时应该检测水中可能存在的其他杂质含量,如甲醛、碱、氨或者硫化物。定期检测有助于发现潜在问题。 有许多种进料污染物可以影响装置中的乳化液性质。在实验装置中,当引入高浓度的丁二烯时,乳化液中的酸与烃之间的相互作用受到影响。乙硫醇与乙烯均可形成能够聚合的硫酸乙酯,生成可以延长乳化液和破乳时间的外表活性剂。芳烃同样可以造成类似的乳化液问题。乳化液性能不佳可能引发酸沉降器与反响流出物处理设备的操作问题。2. 反响器进料 烷基化装置设计可同时运行两台STRATCO反响器与两台酸沉降器。生产时两台反响器并联操作,也就是说来自进料罐的混合烯烃

39、进料分为相等的两局部,输送到两台反响器中。来自酸洗罐的新酸注入第一台反响器中。来自第一台酸沉降器的中等浓度酸将流到第二台反响器中。这样布置可以使用两个酸浓度等级来达到最优操作效果。 每台/套反响器酸沉降器系统的仪表与操作,除由于硫酸流量不同造成的轻微区别外,均是一样的。 C4烯烃进料、补充异丁烷,以与循环异丁烷在进料/流出物换热器上游混合,然后,混合无聊在进料脱水器下游分开,并同时输送到每台反响器当中,进入每台反响器的无聊流量由流量控制阀进展设定,该流量控制阀如此由位于混合进料总管上的压力控制器进展重新设定。 每台反响器设置一个流量控制器控制流入循环制冷剂流量。闪蒸罐液位控制器自动控制所有循环

40、回流流量。循环冷剂在反响器上游与循环异丁烷和烯烃的混合物料进展混合。循环异丁烷与循环冷剂为反响器提供异丁烷。反响器进料中的异丁烷与烯烃的体积比保持在7:110:1. 硫酸催化剂从相应的酸沉降器中流入每台反响器中,重力与叶轮两侧的差压影响硫酸到反响器的流量。3. 反响器检测。 烷基化反响器可视为一台连续有泵的换热器,反响器可谓烷基化过程提供最优的条件,反响器壳体是符合ASME标准的容器,其最低操作压力为035MPa,以保证反响区域内的烃类处于液态。叶轮提供混合动力,使烯烃与异丁烷充分混合,存进和反响器的管束之间的热传递。循环酸与烃类进料分不到反响无聊中,流向叶轮入口。全部物料在水力头之内混合,形

41、成酸连续相乳化液。混合后,大局部乳化液如此循环流过换热管束外侧以冷却降温,为冷却反响物,来自酸沉降器的反响流出物闪蒸后通过换热管束。 为了确保反响器的正确操作与正常性能,须对几个工艺参数进展检测,这些参数包括:叶轮差压电机功率要求密封冲洗油差压反响器温度反响器乳化液性质反响器酸烃比A. 叶轮差压与电机功率 引压管嘴位于各个反响器上,以检测叶轮压差。压差可以指示混合的完成情况。一般来说,在50/50酸与烯烃体积比条件下,压差将保持在0.05至0.08MPa之间。 叶轮与泵性质类似,其功率消耗取决于流体的比重与流量。由于通过叶轮的流量由反响器的结构决定,假定反响器未受到损坏,如此电机功率是酸与烯烃

42、比例的直接反响。当酸与烃之间的比例下降时,点击的功率即下降。 反响器的叶轮条件与酸与烃的比例可影响叶轮差压。低差压明确可能出现叶轮损坏或磨损或酸烃比低。如果电机功率异常低,即表示反响器损坏导致短路。 反响器有几个区域可能会发生短路,造成叶轮差压读书低与电机功率降低。烯烃进料管线通过内部循环套筒外侧的套管段进入反响器。如果套管与管道之间存在间隙,乳化液直接回流到叶轮入口,完全走旁路从管束旁边流过。 同样,差压计负压室引压管必须穿过循环套筒进入叶轮的入口测。由于引压管直接位于乳化液的流动线路中,所以可能造成腐蚀。此引压管损坏可能形成旁路。另外,如果引压管受到损坏,亚伦差压室不会再测量到真实压力,差

43、压读数将不准确。在此处,检测反响器效率的最优方法是检测电机功率为了防止管线堵塞造成读数不准确,引压管应该使用反响流出物每周冲洗一次,以去除废酸反响中形成的焦油。 反响器内循环套筒的接头处也可能发生短路。在安装时应仔细检查密封水力头之间的O型环。如果在安装O型环有破损,乳化液可通过开口区域形成冲刷。冲刷的作用将会使间隙开工变大,对金属接头造成腐蚀,致使壳体不再与水力头正常吻合。最后,在损坏的循环套筒处也可能发生短路,在某次事故中,反响器以投入运行二十余年,却未对循环套筒壁厚进展检查。循环套筒不断腐蚀,最后圆锥局部的壁厚低于3mm。金属穿孔导致大量反响物走旁路。结果,在不超过反响温度极限条件下,反

44、响器处理能力降低到事故前的三分之一。 当叶轮尾部金属因腐蚀而造成损耗时,也会发生问题。尽管叶轮使用耐腐蚀高镍铸铁、ALLOY20或哈氏C材料制造,叶轮尾部材料也可能损失19mm,造成乳化液通过旁路直接回到入口。使用损坏叶轮的反响器所提供的混合与热传递性能要比最优性能低。如果在装置中发现叶轮处于这种状况,须使用焊接金属对叶轮进展修复,再将外表打磨光滑。杜邦的经验明确对耐腐蚀高镍铸铁叶轮进展的这种修复方法将导致焊接金属在两年内开裂脱离。 除叶轮差压外,应该检测密封油罐与脱丙烷塔进料密封冲洗油之间的差压。此差压至少应该为0.18MPa,在开车期间,烷基化油被将用来代替脱丙烷塔进料作为密封冲洗油。应该

45、保持压差稳定。因为水力头包括一个悬臂、轴流泵,反响器轴需要一个密封系统。当水力头轴转动时,密封液将自动润滑每个反响器的双液流集装式机械密封。 在任何时候,密封冲洗油罐内的氮气压力都应该保持比密封油压力高0.18MPa以上。以防止酸反方向流入密封区域,并可能流入密封罐中,316SS材质冲洗油罐的最高工作压力约为1.23MPa。容量为76L。 同时还应该检测储罐内的密封冲洗油液位,液位至少应该比来自机械密封的返回线入口高200mm,这样可以防止密封冲洗流体中夹带的氮气导致在密封室内形成泡沫与过热。密封流体润滑并冷却二级密封与内部滚珠轴承。如果环境温度降到0C以下,应对密封冲洗油罐进展加热,防止罐内

46、液体的粘度变得太高。一般来说,当叶轮转动时,油温将在43C至46CX围内。 来自脱丙烷塔进料泵的密封冲洗油将以1.14M3/hr的流量输送到每台反响器,冲洗油用以防止密封与反响器内的液体接触,并对一次密封进展冷却。一般来说,维持适宜的密封冲洗油流量所要求的压力为比叶轮出口压力高0.18MPa。 密封冲洗油将由来自脱丙烷塔进料泵的小股支流提供。一般来说,工艺压力比密封所需的压力高得多。所以,一般应在密封冲洗流量供应管线上安装一台可以维持0.8MPa的压力调节器。密封冲洗油通过一台20微米过滤器以确某某封冲洗油是干净的。过滤器下游的所有管线均采用316SS制造,以保持密封冲洗物料流尽可能干净。在开

47、车期间,当脱丙烷塔没有进料时,存储的烷基化物产品将用作密封冲洗油。同样,在开车期间,密封冲洗过滤器可能被快速并频繁的堵塞,应密切检测。 低温反响可抑制聚合反响,并促进烷基化反响。尽管反响器可以在接近18C的温度下操作,但是这样可能导致烷基化物质量下降,耗酸增加与腐蚀加剧。由于低温可抑制烃中的酸沉降别离,应该防止反响温度低于4C,以免大量酸从酸沉降器中携出。 有几种情况可能造成反响器温度失衡。几种常见的原因包括流量表不准确、反响器混合不充分、管束结垢,管道堵塞与配管不对称是其他可能出现的原因,但不常见。 一般来说,由于热电偶的准确度比流量计要高,因此杜邦建议使用反响器温度来检测并补偿单台反响器进

48、料流量计的不准确。如果烯烃进料平衡,反响器温度也应平衡。 杜邦建议仅使用反响器温度对烯烃进料流量进展准确调整。反响防止在反响器温度平衡时烯烃进料流量改变过大,以防止酸跑损。 当温度不平衡是由于流量计不准确以外的其他原因造成的时候,可通过调整烯烃进料或循环冷剂流量的方法得到适宜的反响器温度,这种调整对烷基化产品质量的影响远大于温度差异本身造成的影响。另外,杜邦建议不要使用调整循环冷剂的流量来对反响器进展平衡,因为这是一个影响反响器进料中异丁烷与烯烃比率的关键组分。 进料流量一样的两个反响器之间出现温度差异可能是因为高温反响器的换热管束的总传热系数低,这一现象在高酸浓度反响器更为常见,因为高浓度硫

49、酸具有在低温下年度增大的特点。高酸浓度反响器的总传热系数降低可能意味着大量硫酸从酸沉降器中携出,这些酸将粘附在反响器换热罐的内壁上,被带进入低酸浓度反响器的酸一般会直接通过该反响器换热管束,由于粘度较低,并不会对总散热系数产生显著影响。 反响器中带有U型换热管束,以便对反响局部进展冷却。随着时间的推移,管束会受到腐蚀,产生装置通常采用堵住泄漏的管道而不是立即更换整个管束的方法处理管道泄漏的问题。随着被堵住的管道数量上升,换热面积减少,反响器内部的温度将上升。一般来说,低酸浓度的反响器管束受到的腐蚀与侵蚀比拟高酸浓度管束更严重,但是,反响温度过高13C也将提高侵蚀速率,应该定期对管束组件进展检查

50、。 管束使用碳钢制造,其设计压力为0.82MPa,设计温度为199C,管束使用的是外径一英寸厚壁无缝管。管束通过横梁或箱型支撑架进展支撑。每组管束包括三套支撑组件。这种类型支撑优于扇形折流板支撑,是对管束支撑的改良,流体流速并不太快。与杆型折流板管束支撑的点接触比拟,这种配置可以为扁钢外表提供支撑。由于管束支撑在一个较宽的外表上,即可阻止管束出现任何震动趋势。管束组件在弯曲位置设有一个防振组件,这些组件包括一系列扁钢,用以消除弯曲区域的震动。 管束有一个慢性断裂点,在正常情况下该破裂点出现在低酸浓度反响器中,一般来说,管道将在靠近内循环套筒顶部的水平位置反生故障。在这个位置,乳化液将转向,并通

51、过管束返回叶轮入口,杜邦相信这些破裂一般是由腐蚀/侵蚀原因造成的。杜邦目前正采取措施解决这个问题。 当管束开始泄漏时,额外的酸将开始在闪蒸罐吸入测分酸罐积聚。一般来说,在分酸罐中积聚的酸可以每天排出一次或两次。然而,当发生管道泄漏时,必须将酸连续排出。通常情况下,低酸浓度系统中的反响器管束更可能发生泄漏。通过从排除的酸中取一份样品并测定其浓度即可能确定泄漏管束。否如此,可以将反响器从系统中切出,每次一台,以找出泄漏管束。当泄漏的反响器从系统中停用时,在分酸罐中积聚的酸数量将会大量减少。管束破损的另一种原因就是振动。在进展安装检验时应该检查支撑的机械强度。如果一条板条未连接在板条箱板上,即可能发

52、生振动,与相邻的管道发生碰撞导致局部损坏。板条应该焊接就位,并且将焊接金属磨平,否如此循环酸将会侵蚀并损坏焊接部位。反响器中的酸烃乳化液的稳定性是流出物制冷烷基化装置操作的一个重要参数。通过反响器比例计,可以观察乳化液的两个重要性质:破乳时间与酸烃比。比例计的上不连接到混合区,而下部如此连接到反响器的循环酸管线上。在连接位置以与比例计的两端位置均安装有一个截止阀。顶部连接向比例计倾斜,而不是水平进入比例计。比例计刻度X围根据底端阀门的中心线与上部返回管嘴之间的距离进展校准,玻璃板量程为35至65%。当所有阀门处于开位时,在叶轮差压的作用下乳化液流过比例计,为了观察乳化液的性质,关闭底端阀门以获

53、取一份样品,样品取出后,烃相与酸相将互相别离,乳化液酸烃完全别离需要约30分钟时间。如果乳化液兴致好不好,乳化液酸烃可能立即开始别离,并在10分钟内完全别离。这可能意味着乳化液为一个烃连续相乳化液而不是所需要的酸连续相乳化液。在这种条件下操作将导致酸耗增大、产品质量下降。如果乳化液完全别离所需要的时间远远超过30分钟,乳化液可能是过乳化液。一般来说,酸性污染物是造成酸沉降器内出现乳化液的原因。这些污染物可能是检修后遗留在容器中的铁颗粒,或者是进料中的乙烯,这些污染物均可与酸发生反响形成外表活性剂。4. 酸沉降器监测期望的反响器内酸与烃的体积比例为4560%。调整沉降器内的酸储存量可以控制酸烃比

54、。调整离开沉降器的废酸流量即可控制沉降器内的酸储量。与新酸与废酸流量相比,反响器与出去中的酸储量是非常大的,因此,由于废酸流量变化引起的酸液位变化需要经过相当长的时间才能观察到。沉降器内的酸储量应该降至最少,以减少烃酸副反响发生。如果反响器内乳化液性质较好且沉降器内酸储量较少,如此从沉降器返回到反响器的酸相中将包括15%至30%的可别离烃。这种操作模式称为“乳液循环。酸沉降器的高酸储量为酸烃别离提供了更长的沉降时间,酸停留时间也更长,酸滞留将会导致不需要的副反响如烯烃聚合反响的发生。如果酸沉降器中发生过多的聚合反响,沉降器温度可能超过反响器温度。通过对沉降器内的酸储量进展检测,可以将反响器内的

55、酸与烯的比例控制在45LV%到60LV%。一般来说,沉降器内的酸液位需要保持在450至600mm。通过总玻璃板观察到的“液位指示的是沉降器中的总酸储量,即在酸烃完全别离时的酸液位。在正常操作条件下,进出沉降器的酸保持高流量可以防止酸烃完全别离的发生,沉降器内酸烃始终处于乳化状态。分段玻璃板用于观察沉降器内不同高度的乳化液中酸含量,每个玻璃板将指示玻璃板所在区域的酸烃比例。单个玻璃板的酸烃比例显示在玻璃板到出口之间高度的乳化液性质。一般来说,酸只能在下方两个或三个玻璃板处看到。当上部玻璃板处开始出现酸时,大量的酸即可能从沉降器携出,应该采取补救措施。在上部玻璃板出现酸即表示沉降器与反响器中的酸储

56、量上升。如果确实出现这种情况,将会出现如下操作变化:反响器电机功率上升叶轮差压上升乳化液破乳时间轻微上升如果总液位计酸液位在正常的操作X围内,未出现上述现象,如此分段玻璃板引出管可能被堵塞。应使用反响流出物冲洗管,以获得正确的参数。杜邦建议至少每周对酸系统玻璃板引出管冲洗一次,以保持玻璃与仪表清洁。如果总玻璃板指示酸液位偏低,但可以在上局部段玻璃板中看到酸,如此可能出现过乳化液。出现如下操作条件即表示酸沉降罐储量偏低但在上局部分段玻璃板中出现酸反响器电机功率下降叶轮压差下降破乳时间明显上升一小时或更长如果酸受到乳化剂污染,即有可能出现过乳化液。这些污染物可能以进料污染物的形式进入装置,或者在开

57、车之前并未从装置冲洗出去。由于乳化剂可能在酸沉降器的凝絮层面积聚集并难以去除,过乳化液不易矫正。过乳化液可能导致两种潜在的问题酸未能从烃中完全别离,导致酸被携带进入闪蒸罐。烃未能从酸中别离,导致烃被携带回反响器。这两个问题均使系统算液位与酸浓度难于控制。如果出现严重的过乳化现象,酸沉降器中的酸烃无法别离,导致无法维持酸储量。为了解决这个问题,反响器须停用,将污染酸排出,向反响器中注入未受污染的酸。既然无法对酸储量进展控制,就没有理由试图去节省酸用量。如果过乳化现象不严重,可能有一定量的酸被带到闪蒸罐的吸入侧,但大局部酸仍保存在酸沉降器中。离开沉降器的循环酸中所含的烃将比在正常操作条件下要多。因

58、此,应提高酸抽出量以降低酸液位。当抽出量上升时,烃的携出量相应上升。因为二级沉降器中的算的抽出量比从一级获得的高,所以当一级沉降器中的酸液位上升时,二级中的液位暂时下降。然而,当出现污染物从一级沉降器进入二级沉降器和凝絮层在压力作用下通过酸抽出管线的现象时,这种状况即发生改变。酸液位的改变可以在污染酸从一级沉降器移动到最后一级沉降器的过程中观察到。在开始时,每级沉降器中将包括一样数量的污染物。随后,通过酸流动,上游沉降器可使最后一级沉降器的污染程度提高。由于这种浓缩作用,最后一级沉降器中将会出现最严重的过乳化问题。因此,污染物在被从废酸中缓慢去除之前,在最后一级沉降器的凝絮层中可能存在较长一段

59、时间。完全将过乳化液去除将需要一周或者更长时间。烷基化酸中含有在不流动状态时可以凝固的反响化合物。酸系统中的玻璃板与液位计应该定期进展冲洗,以防止引出管堵塞。新烷基化装置的酸沉降器与反响器玻璃板都配备反响流出物冲洗接口。反响器/沉降器系统中的酸储量决定了反响区域内酸与烯的比例。而且,调节酸储量的调节阀同时可控制本级的酸浓度。当存在过乳化液时。由于流量仪表读数并不正确,这些关联使得在这些约束条件下将酸从一台沉降器移动到另一台沉降器的操作变得非常困难。当酸以一样的速率被消耗时,应该以一样的速率排出并补充。因为与总酸储量相比,耗酸量相对较小,污染酸的排出速率可能超过酸的消耗速率。应该连续将足量的新酸

60、注入系统中,并维持酸沉降器中的酸储量,已将系统酸浓度维持在最低水平或者8688wt%,即使中间流量不可靠。5. 酸浓度检测为控制酸的浓度,需要了解酸沉降器中乳化液的流动形态。酸烃乳化液通过置换的方式从反响器流到酸沉降器中。乳化液通过“粗纹聚结介质进入沉降器。在破乳时,烃上升并通过“细纹聚结介质离开沉降器顶部。废酸浓度与酸储量通过酸流量串级控制实现。新酸烃由泵从反响流出物处理局部的流出物酸洗罐输送到一级和二级反响器/酸沉降器系统中的循环酸管线。废酸从一级与二级算沉降器中流入三级反响器/酸沉降器系统。废酸在重力的作用下,从该沉降器流到酸后沉降器,以进一步进展烯别离。最后,废酸从后沉降器送到废酸脱烃

61、罐中。改变通向一级反响器的新酸流量,可以将离开最后一级沉降器的酸浓度控制在约90wt%。对来自酸沉降器的废酸流量进展调节,以将每级沉降器中的酸储量维持在一个恒定水平,如其总玻璃板所示。反响器与沉降器中的酸体积远大于新酸与废酸流量,因此,由于酸流量变化所引起的任何结果需要经过相当长的时间才能观察到。一般的,至少每八小时从最后一级酸沉降罐取样一次,并根据需要进展相应调节,以控制酸浓度。一般情况下,因为与酸储量相比,酸耗酸量相对较小,因此酸的浓度改变缓慢。即使由于进料增加致使酸耗迅速上升,大量酸储量也足以满足增加的消耗量上升的需要。为了防止出现这种问题,目标废酸浓度应该为约90wt%,以便一级反响器

62、酸浓度低于96wt%,当一级反响器酸浓度低于96wt%时,应该将管程加热至48,以便将高浓度酸冲出。此操作可以通过降低循环冷剂流量来完成,知道反响器温度达到约21,并保持此温度约8小时。当进料中存在污染物,或者反响区内存在烃连续相乳化液的情况下,耗酸量将迅速上升,发生这种情况时,由于耗酸为正常速率的三至四倍,酸浓度可能在几个小时之内降低一个百分比。不幸的是,新酸泵的尺寸一般只能以该酸耗速率的一半的速率输送新酸。任何额外污染物都可能超过新酸泵的补酸能力,导致出现跑酸。因此,应尽可能在上游对过量污染问题进展监测控制。6. 酸跑损当反响区内酸浓度太低,无法保持异丁烷的反响活性时,即发生算跑损。烯烃优先与其他烯烃和硫酸发生反响,产生

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