B.反应单元

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及进料组成。一般来说，这些变量均不在烷基化装置操作的控制范围内，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及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部分清除的丙烷量上升。最后，随着丙烯数量的上升，进料物料流中存在乙烷及乙烯污染物的可能性随之上升。这些组分，即使数量很少，也会为酸沉降器及反应器流出物处理设备造成操作困难。

烯烃进料物料流中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：

影响烷基化反应正常进行的稀释剂

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应。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应趋势，使得烯烃与烯烃分子之间的反应得到加强。尽管稀释剂无法从进料中完全清除，也必须通过外排装置物料的方式来清除反应物中的稀释剂，以避免发生积聚。对这些杂质的清楚可以在制冷及分馏单元中进行。

不凝气

不凝气，如氢和乙烷，将会在制冷单元积聚，应该定期清除。这些杂质的影响将在压缩制冷单元中进行更加详细的说明。

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应产生的一种组分。一般来说，丁烯进料中的丁二烯浓度约为2000~4000PPM（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，但大部分丁二烯会对酸相进料进行稀释，早晨酸消耗增加。

每KG丁二烯可稀释约8.3KG酸（酸浓度范围为99.2wt%~90wt%）。于此相比，谁不会与酸发生反应，但会将酸稀释，每KG水可以稀释9.8KG酸。相反，污染物如二甲醚及甲醇的耗酸量为每千克污染物耗酸量12.5KG和26KG。DME及甲醇的耗酸量均高于水的耗酸量，这表明这些污染物必须与酸反应，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部分成了烃产品。

丁二烯反应可以通过对比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应产生烷基化硫酸酯（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应的可能性大大降低，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应时，将产生C12烃而不是通常的C5至C11范围内的烷基化产物，这

图这些因数适用于酸稀释范围99.2~90.0wt%硫酸

如果将这些数据应用于其他酸稀释范围，可使用下列公式

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，反应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应产物，对反应区域造成污染。

STRATCO装置设计可以将大部分游离水在进料脱水器中脱除，烯烃进料与循环异丁烷混合，并被反应流出物冷却。由于温度降低水溶解度相应降低，一部分溶解水将会在进料/流出物换热器下游从进料中分离出来。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。剩余的水则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行监控，以确保脱水器中的脱水介质仍与初始投用时具有相同的出水率。应该对脱水器水包中收集的水的PH值及铁含量进行定期检测。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。

1.影响乳化液性质的污染物

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表面活性剂。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及反应流出物处理设备的操作问题。

2.反应器进料

烷基化装置设计可同时运行两台 …… 此处隐藏：2126字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……