烷基化操作规程文档格式.docx
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6.0开车步骤...........................................................................................40
6.1公用工程系统....................................................................................40
2
3
6.2单机试车（预试车）和准备...............................................................42
6.3CDAIky装置钝化工艺.........................................................................44
6.4正常开车...........................................................................................46
第七章............................................................................................................53
7.0停车步骤...........................................................................................53
7.1从正常操作到全面停车程序...............................................................54
7.2短期停车...........................................................................................60
7.3长期停车...........................................................................................62
7.4事故停车步骤：
.................................................................................64
第八章............................................................................................................65
8.1反应危害...........................................................................................65
第一章序言
本手册含有烷基化工艺方面包括操作条件和生产能力在内的保密信息。
这些信息
不能泄露给XX的人员。
本手册还提供了装置系统方和操作程序方面的信息，该
手册的目的主要是为操作人员在进行装置详细操作手册准备和编制。
第二章工艺原理
2.1工艺简述
该工艺涉及的反应是烯烃同异丁烷的烷基化反应。
同时副反应中有副产品产出。
烷基化
初级烷基化反应涉及异丁烷同烯烃、如丁烯的反应，使用硫酸作为催化剂生成
高辛烷值的三甲基戊烷异构物。
通常三甲基戊烷异构物被称之为烷基化油。
i-C4+C4H8→2,2,4-三甲基戊烷
类似的反应也在异丁烷和其他烯烃如丙烯和戊烷之间发生，分别生成庚烷和壬
烷异构物，但是就低选择性生产高辛烷值产品而言，选择丁烯进料更适宜。
i-C4+C3H6→i-C7
i-C4+C5H10→i-C9
副反应
除了上述反应外，还将发生下列二次反应，生成少量其他组分。
这些副反应可
降低产品的辛烷值，因此，需优化烷基化反应器的操作条件，尽可能减少这些副反应
的发生。
两个烯烃分子结合在一起形成长链氢烃。
歧化反应
两个烃分子反应生成带有不同碳链原子的轻烃。
裂解
大轻烃分子裂解生成小轻烃分子。
醚化反应
烯烃同硫酸反应产生中间产品，即硫酸酯。
这些中间产物可留存于反应产品中，
这些微量中间产物一经加热就会极不稳定，断裂生成二氧化硫和硫酸，从而可使带水
的分馏设备产生腐蚀和污垢。
酸溶蚀油（ASO）的形成是烯烃连续加成反应的结果，进料中的杂质硫酸反应
从而增加了酸溶性油的生成，酸溶性油也被称为红油或混合聚合物，是一种碳数大于
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16的高分子量物料。
这些副反应增加了硫酸的消耗量，酸溶性油可稀释硫酸催化剂的浓度。
进料中
一些普通的杂质是：
乙烯、二烯烃、硫化合物、芳烃、水和氧化物。
二烯烃发生聚合
反应，水和二甲基醚稀释硫酸，硫醇同硫酸发生反应生成硫磺、水及二氧化硫。
2.2工艺说明
该烷基化装置的主要流程叙述如下。
烯烃进料处理
烷基化装置进料中含有大量的甲醇、二甲基醚、（DME）和乙烯。
如果烯烃进料
中的这些杂质不被脱除，反应中的硫酸使用量会增加，因此，在脱轻组分脱除塔前面
配备了一个水洗来脱除上述杂质。
水洗塔（T1001）
烷基化装置烯烃进料中含有超过2000ppm（wt）的甲醇，如此量的甲醇可大大增
加反应器系统中的硫酸使用量。
为了脱除甲醇，烯烃进料需在水洗塔中进行逆流水洗。
塔内使用筛板塔盘加强传质并进行分级水洗。
轻烃从塔底进入并且通过连续的水相向
上流动，而水则以一定的量从塔顶加入，这样则可将烯烃物料中的甲醇有效脱除掉。
在对烯烃进料进行水洗后，水在界面液位控制下从塔的底部脱除。
轻烃在通过一个聚
结填料板脱除掉水分后从塔内抽出。
这时残留在烯烃进料中的甲醇将会低于
100ppm（wt）。
轻组分脱除塔（T1002）
烷基化装置的烯烃进料含有超过700ppm（wt）的二甲醚（DME）和0.02%wt的
乙烯，这些DME和乙烯含量浓度将大大增加烷基化反应器系统中硫酸使用量。
烯烃进料在脱甲醇C4-脱轻C4换热器（E1001A/B）中用脱轻塔的塔底物流进
行预热，为了脱除较轻的蒸馏组分，需对烯烃进行蒸馏。
在脱轻塔中，乙烯、丙烷、二甲醚和其他轻组分在塔顶物流中集中，来自该塔
的气化物在脱轻塔冷凝器（E1003A~D）中被部分冷凝，从冷凝器中出来的全部液体
烃类再回流到脱轻塔，剩下的气化物被直接送到燃料气系统。
来自水洗塔烯烃中的水
（饱和水和游离水）集中在蒸馏塔的顶部，并将以水相态沉积在脱轻塔回流罐（V1001）
中，生成的水中含有一些被溶解的烃类，这些水应当通过一个密闭的排放系统排放到
含油水排放系统。
来自脱轻塔底部的烯烃含有很少量的水、二甲醚和乙烯，来自脱轻
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塔的塔底物料被用来预热脱甲醇C4-脱轻C4换热器（E1001A/B）中的进料，以减
少操作该脱轻塔所需要的蒸汽使用量。
烯烃进料冷却和聚结
为了降低制冷系统的负荷，烯烃进料在进入烷基化反应系统之前，用冷却水和
反应产物换热器进行冷却，烯烃进料物流首先用脱轻C4冷却器（E1004A/B）的水
冷却至尽可能低的温度，再同来自精制聚结器（FD2004）的反应器流出物流进行交
叉换热以使得脱轻C4-反应产物换热器（E1005A/B/C）中获得的烯烃进料温度尽可
能的低。
如果在该换热器中有水存在，则有可能形成水化物，水化物（冰块）有可能
在换热器中造成堵塞。
冷却后的烯烃进料在脱轻C4过滤器（FI1001A/B）中进行过
滤。
因为烯烃进料在进入反应器之前已达到最低的温度，所以水的溶解性较差。
由于
烯烃进料中的水能稀释反应器中的酸，所以，为了减少新鲜酸的消耗，应将烯烃进料
中的水脱除。
因此脱轻C4聚结器（FD1001）被用来脱除可能已经沉淀的水。
在该
聚结器进料侧，装有一个水包，专门用来接收来自储罐和工艺异常时大部分的水。
聚
结介质收集剩余的水滴。
脱轻C4聚结器处理后在脱轻C4聚结器产品烯烃物流中的
游离水低于10ppm（wt）。
烷基化反应工段
烷基化反应器由一个烷基化反应器、相应的聚结器、挡板式气液分离器罐和泵
组成。
烷基化反应器（R2001）
烷基化反应器是一个带有专有填料AlkyPak的立式反应器，填料的作用是加强
传质。
烷基化反应器采用了一个分形板分布器，它能使酸和烃类均匀地分布在反应器
的整个横截面上。
硫酸和烃类通过烷基化反应器在一定速率下循环，其目的在于能使整个ALKY
Pak填料断面层保持有大约3.5巴的压差。
填料层以下的反应器压力略高于大气压（0.2表压），通过制冷压缩机进行控制。
离开ALKYPak填料底部的烃类浓度将决定反应器底部的温度。
丙烷、丁烷和
烷基化的混合物将在填料的底部达到泡点，并且在绝热条件下继续汽化，直至填料以
下的压降达到0.2表压。
在反应段中丙烷的量将直接控制着反应器底部的温度。
并且
影响着整个反应温度。
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在填料之下，气相和液相进行分离，气化物通过填料下方的两条气化物管线直
接排出反应器，进入反应器出口分液罐（V2001）。
剩余的液体烃类和硫酸通过升汽
管型塔盘降液管继续流向烷基化反应器底部。
从酸乳液中分离的烃类从反应器升汽管塔盘之下抽出，排出反应器的烃类物流
中可能含有夹带的硫酸，这股物流被送到反应器旁边的两个聚结器中的第一个聚结器
中。
反应器底部的硫酸乳液层从反应器储槽排出并循环至反应器的顶部。
新鲜硫酸同循环酸混合，废酸则从循环酸中排出，以便保持反应器内整体硫酸
的浓度。
废酸被送到废酸沉降罐，去除夹带的烃类，废酸首先被稳定，然后被送至相
应的储存区。
反应器出口分液罐（V2001）
反应器出口分液罐被用来脱除烷基化反应器气化物中夹带的液体，然后再将液
体返回到烷基化反应器。
储积在反应器汽液分离罐中的液体通过自流排回到烷基化反应器烃类料层中。
该反应器气液分离器罐配备有液位仪表，当其内的液体量太大时，它将切断制冷压缩
机入口分液罐（V3001）的气体出口。
反应器出口分液罐配有一个高效除雾器，它能将液体夹带的低于15微米液滴减
小至0.1%。
从该分离罐出来的汽化物流然后通过一个压力控制阀被送至制冷压缩机
出口分液罐。
控制阀被用来使压缩机系统先于反应器启动，并能对反应器的压力进行
更迅捷的控制。
一级聚结器（FD2002）
烷基化反应器烃类通过聚结器末端的两条管线送入第一聚结器中，在聚结器内
部每条管线都为多孔管线，使进料能够均匀地分布在容器内，一级聚结器采用了板式
填料型聚结介质，便于来自轻烃相的任何大液滴硫酸进行重力（比重）沉降。
聚结后
的硫酸将排出聚结器并被收集在水包中，然后通过自流排至来自第二聚结器的硫酸回
收线中。
大部分烃类通过烃类循环泵（P2003A/B）循环回反应器，剩余的烃类则直接送
至二级聚结器（FD2003）进行进一步分离。
二级聚结器（FD2003）
二级聚结器被用来去除来自一级聚结器轻烃物流中的硫酸。
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该聚结器由两个网状填料芯，他们位于烃类进料上部。
硫酸分布器位于二个网
状填料之间，确保在开车时低位网状填料芯的正常湿润。
二级聚结器为轻烃相采用了
一个H形液体收集器，来保持聚结器中的物料流动更加均匀，收集器位于聚结介质
的上方。
由于二级聚结器的气化物空间有限，所以二级聚结器中的液位和烷基化反应器中
的液位相互依存。
脱离一级聚结器的气化物管线同ALKYPak填料之下的烷基化反应
器气化物区间是连在一起的，基于烷基化反应器和二级聚结器之间的摩擦损耗，二级
聚结器中的液位将略低于反应器中的液位，这样，通过二级聚结器中的液位来保持烷
基化反应器中的烃类液位。
从该聚结器回收的烃类被送至精制聚结器。
硫酸通过二级聚结器的底部排出，从一级聚结器和二级聚结器回收的酸合并后，
通过回收硫酸回流泵（P2002A/B），同来自酸循环泵的硫酸一起返回到烷基化反应器。
预计回收的硫酸乳液中有一些烃类存在。
硫酸过滤器（F12002A/B）
硫酸过滤器被用来去除硫酸系统中长时间积聚的颗粒，这些颗粒可对烷基化反
应器分布器、填料材料和聚结器中使用的聚结材料造成影响。
精制聚结器（FD2004）
二级聚结器轻烃产品直接进入精制聚结器，精制聚结器被用来去除来自反应器
的烃类物流中所夹带的硫酸液滴。
在正常操作下，应当有很少的硫酸存在于该聚结器中。
对烷基化反应器工段的
整体性能而言，该聚集器中的液体酸液位可以作为一个传感器来使用，在该容器中的
硫酸液位累积显示出二级聚结器工作处于不正常状态，该容器也可提供一些缓冲量以
处理硫酸的异常情况。
来自精制聚结器的烃类产物被分为两股工艺物流，一股物流被
直接送到脱轻C4-反应产物换热器（E1005A/B/C）的管程，其目的是使进入烷基化
装置的烯烃进料得到冷却。
通过该换热器的精制聚结器物料的流量被用来保持烯烃进
料的目标温度。
另一股来自精制聚结器的物流在制冷剂-反应产物换热器（E3001A/B）
中被用来进一步冷却循环的制冷剂和回收的异丁烷物流，这两股物流将返回到反应器
进料混合器。
制冷工段
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制冷压缩机入口分液罐（V3001）
制冷压缩机入口分液罐被用来脱除来自烷基化反应器气化物产品和制冷压缩机
回管程线的液体，其中包括没有汽化的急冷液体。
来自气液分离罐的汽化物进入到制冷压缩机（C3001）的第一段，在该分离罐
中液体的储量应该是最小的，聚集在该罐底部的所有液体以反应器的液体烃类相用泵
送回到反应器。
丙烷也被加进到该罐中，根据需要加入丙烷是为了控制反应器底部的
温度。
制冷剂-反应产物换热器（E3001A/B）
使用一些来自精制聚结器的烃类，制冷剂-反应产物换热器将循环到烷基化反应
系统的制冷剂和脱轻塔馏分的集合物流进行冷却，冷却该循环物流是为了降低制冷压
缩机的负荷。
脱异丁烷塔进料罐（V3002）被用来分离烷基化反应器产品的液体和气化物，
烷基化反应器产品来自于制冷剂-反应产物换热器。
该罐的气化物作为小的次要负荷
被加入到制冷压缩机的第二段，该罐中液体然后被用来作为脱异丁烷塔系统的进料。
该罐可提供缓冲容量，用于稳定去脱异丁烷塔的进料流量。
制冷压缩机（C3001）
制冷压缩机是一个两段（级）压缩机，它为烷基化反应器提供冷却的冷量。
来
自制冷压缩机出口分液罐的气化物从一段入口进入压缩机，通过加热烷基化反应器液
体烃类产品而产生的一小股物料被加入到制冷压缩机的第二段。
压缩机提供足够的压
力，来全面冷凝制冷剂进料（主要为带有一点丙烷的碳四）。
带有一液体喷射急冷装置的回程起到保护压缩机的作用（反喘振），防止气进料
过多和过热。
对压缩机的一段入口侧的压力进行控制，保持在略高于正压，以避免氧的进入。
压缩机的出口压力应当在保持制冷剂能全部冷凝的情况下操作。
制冷压缩空冷器（E3002A~D）
在一般情况下，制冷压缩空冷器是一个总冷凝器，一热气化物旁路在下游制冷
凝剂蓄料罐中保持足够的压力，对去制冷压缩机回程管线的急冷液体物料提供适当的
推动力。
一溢流回程布置被用在该冷凝器中，提供循环热气化物的压力，加热反应器
便于冬季开车。
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制冷剂储罐（V3003）
制冷剂储罐可为循环到烷基化反应器系统的制冷剂提供缓冲容量。
来自制冷压缩空冷器被压缩和冷却后的制冷剂进入储罐，一小股制冷剂被送到
界区外，来控制制冷剂中的丙烷的浓度。
这股物流含有二氧化硫，来自该系统的气化
物排出线直接去低压洗涤塔将不凝物排放。
蒸馏工段
烷基化油在两个串联的蒸馏塔中从异丁烷和正丁烷被脱除。
脱异丁烷塔系统
脱异丁烷塔（T4001）回收来自烷基化油产品和正丁烷中的异丁烷。
异丁烷循环
到烷基化反应器进料中，进料中多余的异丁烷被冷却后作为产品送往界区。
脱异丁烷
塔顶物料的纯度将控制反应器系统中循环的正丁烷的浓度，遗留在烷基化油和正丁烷
塔底产物中的异丁烷的量在这里是很重要的，因为遗留在塔底产物中的异丁烷将直接
影响正丁烷产品纯度。
来自脱异丁烷塔进料罐（V3002）的进料在脱异丁烷塔进料-
烷基化油换热器（E4001A/B）中被来自脱异丁烷塔的塔底物流预热，被预热的物流
然后被引入进脱异丁烷塔。
脱异丁烷塔顶空冷器（E4004A~E）是一个总冷凝器，冷凝后的塔顶物流被收集
在脱异丁烷塔顶回流罐（V4001）中，来自该罐的液体通过脱异丁烷塔顶回流泵
（P4001A/B）分为三股，一股作为脱异丁烷塔的回流，另一股作为回收的异丁烷去
制冷过冷器，第三股作为异丁烷产品。
新鲜的异丁烷可以根据需要同来自脱异丁烷回
流罐的回收异丁烷物流合流保持反应器、制冷剂系统和脱异丁烷塔中的异丁烷存量。
该单元给定的设计进料已为能产生少量的异丁烷产品做了准备，建议将这些异丁烷储
存起来，以备原料中由于异丁烷含量不够导致潜在波动时使用，也可在系统中异丁烷
的存量被耗尽而导致工艺出现潜在的异常时使用。
脱正丁烷塔系统
脱正丁烷塔系统的设计和操作是为了限制正丁烷产品中烷基化油和/或戊烷的同
时，控制产品烷基化油的RVP（雷德蒸汽压）。
对产品烷基化油的RVP控制是通过在塔内汽提段中的一个塔盘上设计温度进行
的，塔上的回流被设定为不许C5和更重组分进入到正丁烷产品中。
脱正丁烷塔储槽采用了一个优先挡
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