江軍

摘 要：分析烷基化兩段進(jìn)料的可行性、優(yōu)缺點(diǎn)，進(jìn)一步改進(jìn)多級(jí)進(jìn)料的可能性，以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化操作，達(dá)到節(jié)能降耗目的。烷基化主要反應(yīng)產(chǎn)物是單烷基苯，由于烷基引入苯環(huán)，使該苯環(huán)電子云密度增加，比原來苯環(huán)更為活潑。因此，在苯的鄰、對(duì)位就易于接上烷基，形成二烷基苯，為了保證反應(yīng)向單烷基苯進(jìn)行，必須確保苯過量，要求保持較高苯烯比（一般保持苯烯摩爾比為8∶1）。

關(guān)鍵詞：一段進(jìn)料 二段進(jìn)料 溴指數(shù) 節(jié)能降耗

中圖分類號(hào)：TQ242 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）12（b）-00-02

2000年公司烷基苯裝置進(jìn)行擴(kuò)能改造，將產(chǎn)量由7.2萬噸/年提高至10萬噸/年。因產(chǎn)量提高，系統(tǒng)參與反應(yīng)的循環(huán)苯將大幅提高。為了在不增加反應(yīng)系統(tǒng)循環(huán)苯情況下，保證反應(yīng)系統(tǒng)正常苯烯比，公司進(jìn)行科技攻關(guān)，將烷基化裝置由一段進(jìn)料改為兩段進(jìn)料。從投用情況看，取得了非常大的成功，該技術(shù)目前在烷基化裝置得到廣泛使用。

1 兩段進(jìn)料可行性分析

1.1 一段進(jìn)料和兩段進(jìn)料循環(huán)苯量理論分析

假設(shè)苯烯比為8，烯烴進(jìn)料為2mol/h。如采用一段進(jìn)料需苯為16mol/h，烯烴完全反應(yīng)，剩余循環(huán)苯為14mol/h。

如采用兩段進(jìn)料（如圖1所示），烯烴每段進(jìn)料流量為1mol/h，假設(shè)每段烯烴都完全反應(yīng)，則苯需求量如下。

一段進(jìn)料，苯進(jìn)料8mol/h，烯烴進(jìn)料1mol/h；二段進(jìn)料，由于在一段靜態(tài)混合器中苯和烯烴完全反應(yīng)，剩余苯7mol/h。為了保證苯烯比為8∶1時(shí)，則二段新鮮苯加入量只需1mol/h，所以總苯為9mol/h。最終剩余循環(huán)苯量為7mol/h。根據(jù)計(jì)算可知，采用兩段進(jìn)料剩余循環(huán)苯量比一段進(jìn)料剩余循環(huán)苯量減少一半。

1.2 兩段進(jìn)料可行性

苯和烯烴在HF催化劑作用下，反應(yīng)系瞬間完成。采用一段進(jìn)料時(shí)，絕大部分反應(yīng)在靜態(tài)混合器中發(fā)生，而在反應(yīng)器中只有少量反應(yīng)。故先利用部分烯烴和苯發(fā)生反應(yīng)，只要有部分烯烴發(fā)生反應(yīng)，進(jìn)入二段烯烴量就會(huì)減少，總循環(huán)苯量相應(yīng)降低，兩段進(jìn)料優(yōu)勢(shì)就能體現(xiàn)，因此，兩段進(jìn)料生產(chǎn)工藝完全可行。

2 改造后流程簡述

由脫氫單元來烷烯烴混合物分兩路，一路烷烯烴先與C-404循環(huán)苯及C-401干燥苯混合后經(jīng)E-421/422冷卻，與V-406分層器上部出來含酸苯混合，再與第一層分器V-401下部循環(huán)酸及V-406分層器底出來循環(huán)酸混合進(jìn)入第一靜態(tài)混合器。另一路烷烯烴混合物先與從循環(huán)苯中抽出的少部分苯混合后通過冷卻器E-437，再與第一段靜態(tài)混合器出來物料合并進(jìn)入第二靜態(tài)混合器，第二靜態(tài)混合器出來含酸混合物通過E-401冷卻再進(jìn)入烷基化反應(yīng)器。

3 兩段反應(yīng)投用技術(shù)分析

為了評(píng)定采取兩段進(jìn)料對(duì)裝置操作影響，我們分別對(duì)兩段進(jìn)料比例進(jìn)行不同調(diào)整，對(duì)不同比例進(jìn)料時(shí)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行分析，以確定最適合進(jìn)料比例，為裝置操作提供最優(yōu)化參數(shù)。裝置開工先投用一段進(jìn)料，然后逐漸投用二段進(jìn)料，為確保操作平穩(wěn)，初期投用二段進(jìn)料烷烯烴占10%，投用后，烷基化反應(yīng)明顯改善，C-403塔及烷基苯產(chǎn)品溴指數(shù)明顯下降。再不斷調(diào)整烷烯烴和循環(huán)苯量，各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)一步優(yōu)化，降低裝置物耗、能耗。投用兩段進(jìn)料各參數(shù)對(duì)比表見表1。

4 投用總結(jié)

由表1可知，隨著烷烯烴二段進(jìn)料增加，一段苯烯比相應(yīng)提高，烷基化反應(yīng)轉(zhuǎn)換率和選擇性也得到提高，可以通過C-403塔和烷基苯溴指數(shù)下降來體現(xiàn)。當(dāng)二段進(jìn)料比例大于30%時(shí)，溴指數(shù)顯著下降，說明當(dāng)苯烯比達(dá)到7左右時(shí)，選擇性和轉(zhuǎn)化率達(dá)最佳狀態(tài)。當(dāng)進(jìn)料比例提至40%時(shí)，苯烯比達(dá)8以后，溴指數(shù)沒顯著變化，說明苯烯比進(jìn)一步提高對(duì)反應(yīng)選擇性及轉(zhuǎn)化率影響甚微，所以為保證反應(yīng)有效性，同時(shí)降低裝置能耗及物耗，將苯烯比控制7-8之間較合適。當(dāng)進(jìn)料比例提至40%時(shí)，一段進(jìn)料反應(yīng)苯烯比進(jìn)一步提高，但C-403塔溴指數(shù)反而提高，烷基苯溴指數(shù)稍有下降，說明隨著二段進(jìn)料苯烯比下降較多時(shí)，對(duì)轉(zhuǎn)化率有一定影響。當(dāng)停止二段進(jìn)料苯后，C-403塔溴指數(shù)再次上升，再次證明二段反應(yīng)苯烯比下降影響烷基化反應(yīng)效果。因此，烷烯烴二段進(jìn)料比例不能無限至提高，控制在30%～40%最有利于反應(yīng)進(jìn)程。

5 二段進(jìn)料投用缺點(diǎn)

（1）系統(tǒng)苯濃度低副反應(yīng)增加，須適當(dāng)增加循環(huán)苯量。（2）一段反應(yīng)不完全，造成二段需苯量上升。為確保苯烯比，須提高二段進(jìn)料苯，兩段反應(yīng)優(yōu)勢(shì)減小。

6 結(jié)語

通過兩段進(jìn)料和一段進(jìn)料反應(yīng)對(duì)比分析，得出兩段進(jìn)料可能性、優(yōu)勢(shì)及缺點(diǎn)。投用后，能提高苯烯比、轉(zhuǎn)化率及選擇性，降低循環(huán)苯量，從而降低能耗及物耗。兩段進(jìn)料投用成功，為新建、擴(kuò)建烷基苯裝置提供理論依據(jù)，為以后采用多段進(jìn)料改造提供理論參考。

參考文獻(xiàn)

[1] 徐恒云.直鏈烷基苯生產(chǎn)質(zhì)量控制中酸洗比色法的應(yīng)用[J].化工管理，2018（27）：223.

[2] 馬立紅，康久常.烷基苯裝置擴(kuò)能改造設(shè)計(jì)[J].石油化工設(shè)計(jì)，2003（1）：15-17，66.