烷基化工艺说明

--目录1概述,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,32工艺设计技术方案,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,43原料及产品性质,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,54装置物料平衡,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,75工艺流程简述,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,86主要设备选型说明,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,147消耗指标及能耗,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,148装置定员,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,219环境保护,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,2210职业安全卫生,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,2311装置对外协作关系,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,2912设计执行的标准目录,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,31---概述该烷基化装置采用硫酸烷基化工艺，公称规模为 16万吨/年。1.1设计依据1.1.2DUPONT公司提供的硫酸烷基化工艺包；1.2装置概况1.2.1装置原料：本装置原料为上游 MTBE装置提供的未反应碳四馏分、加氢裂化液化气，前处理所需的少量氢气由制氢装置提供。1.2.2装置建设规模：根据MTBE装置所提供的液化气量及液化气中的烯烃含量，实际可生产烷基化油约13.13万吨/年，本装置设计规模为16万吨/年烷基化油。1.2.3装置建设性质：在酸催化剂的作用下，液化气中的异丁烷与烯烃反应生成高辛烷值汽油调合组分-烷基化油。1.3设计原则：1）选用成熟可靠的工艺技术和控制方案，使设计的装置达到安、稳、长、满、优操作。2）优化工艺流程并推广应用新工艺、新技术、新设备、新材料，降低生产成本同时降低装置能耗，提高产品质量档次。3）在保证技术先进、装置生产安全可靠的前提下，降低能耗并尽量降低工程造价，节省投资。4）为了降低工程投资，按照“实事求是、稳妥可靠”的原则，提高国产化程度，所需设备立足国内解决，只引进在技术、质量等方面国内难以解决的关键设备、仪器、仪表。5）采用DCS集中控制，优化操作，以提高装置的运转可靠性，提高产品收率和质量。6）严格执行国家、地方及主管部门制定的环保和职业安全卫生设计规定、规程和标准，减少“三废”排放，维护周边生态环境，实行同步治理，满足清洁生产的要求。1.4装置组成： 本装置由原料精制、反应、流出物精制和产品分馏、化学处理等几部分组成。装置运行时数和操作班次： 装置年开工时间按8400小时计，操作班次按四班三倒。1.5设计范围本设计范围为本装置所涉及的设备、管道、仪表、配电等，装置有关分析化验项目由中心化验室承担。工艺设计技术方案---烷基化装置是以液化气中的烯烃及异丁烷为原料，在催化剂的作用下烯烃与异丁烷反应，生成烷基化油的气体加工装置。本装置包括原料加氢精制和烷基化两部分。原料加氢精制的目的是通过加氢脱除原料中的丁二烯。因为丁二烯是烷基化反应中主要的有害杂质，在烷基化反应过程中，丁二烯会生成多支链的聚合物，使烷基化油干点升高，酸耗加大。脱除原料中的丁二烯采用选择性加氢技术，该技术已在国内多套烷基化装置上应用，为国内成熟技术。由于MTBE装置所提供的未反应碳四馏分中烷烯比不足，需补充部分异丁烷，因此引入部分加氢裂化液化气，与加氢后的碳四馏分混合进入脱轻烃塔，分离出满足烷烯比要求的碳四馏分。以液体酸为催化剂的烷基化工艺可分为硫酸烷基化和氢氟酸烷基化，两种工艺都为成熟的技术，在国内外都有广泛应用。本设计采用的是 DUPONT公司的硫酸烷基化工艺，该技术具有如下特点：1）采用反应流出物致冷工艺：利用反应流出物中的液相丙烷和丁烷在反应器冷却管束中减压闪蒸，吸收烷基化反应放出的热量。反应流出物经过气液分离后，气相重新经压缩机压缩、冷凝，抽出部分丙烷后，再循环回反应器。与闭路冷冻剂循环致冷或自冷式工艺相比，流出物致冷工艺可使得反应器内保持高的异丁烷浓度，而从脱异丁烷塔来的循环异丁烷量最低。此外，在这种致冷流程中采用了节能罐，使部分富丙烷物流在中间压力下闪蒸汽化后进入压缩机第二段，从而节约能量。2）STRATCO公司反应部分循环异丁烷与烯烃预混合后再经喷嘴进入反应器，酸烃经叶轮搅拌，在管束间循环， 机械搅拌使酸烃形成具有很大界面的乳化液， 烃在酸中分布均匀，减小温度梯度，减少副反应发生。3）反应流出物采用浓酸洗、碱水洗工艺：反应流出物中所带的酯类如不加以脱除，将在下游异丁烷塔的高温条件下分解放出 SO2，遇到水份，则会造成塔顶系统的严重腐蚀。因此，必须予以脱除，本装置采用浓酸洗及碱洗的方法进行脱除，与传统的碱洗相比，能有效脱除硫酸酯，即用 99.2%的硫酸洗后再用 12%的NaOH脱除微量酸。原料与产品性质3.1原料---3.1.1MTBE装置所提供的液化气组成如下：名称 wt％组分C3H6C3H8IC H4 10IC4H8CH-14 8NC4H10TC4H8CC4H8C5H10H2OCHOH

0.060.0842.430.5713.139.0618.5216.0330ppm0.0550ppm3MTBE50ppmTBA10ppmDME0.05合计1002.1.2加氢裂化液化气组成如下：名称mol%组分C2H61.36CH30.2238IC4H1039.71NCH27.21410C5H121.24H2O0.26合计1003.2产品3.2.1烷基化油：---雷氏蒸气压RVP0.030MPa比重 0.69辛烷值RON(C)96.8±0.5MON(C) 93.3 ±0.53.2.2 丁烷馏分：组分wt%nC4H1094.00iCH3.86410C5H122.14合计100.003.2.3 循环异丁烷：组分C3H8iC H4 10nC4H10C5H12合计3.3催化剂及化学药剂3.3.1 加氢催化剂

wt%1.9887.8610.080.08100.00型号LST-02外观灰褐色条状尺寸mmφ(2.0～2.5)×5～10堆比重g/ml0 ?90±0?05破碎强度N/cm≥200比表面m2/g100～150比孔容ml/g0 .30±0.023.3.2 硫酸H2SO4 99.2%3.3.3 活性炭---装置物料平衡4.1根据MTBE装置及加氢裂化装置所提供的液化气组成，本装置的物料平衡如下（按设计规模）：物料名称公斤/时吨/天万吨/年MTBE未反应碳四19600470.416.46进料加氢裂化碳四4902117.654.1250.12氢气合计24507588.1720.58烷基化油19135459.2416.07出料正丁烷342282.132.87146035.041.23液化气燃料气49011.760.41合计24507588.1720.584.2按实际规模物料平衡如下：物料名称公斤/时吨/天万吨/年进料MTBE未反应碳四16014384.3413.45加氢裂化碳四400596.123.36氢气50.12合计20024480.5816.81出料烷基化油15634375.2213.13正丁烷279667.12.35液化气119428.661燃料气4009.60.33合计20024480.5816.81工艺流程说明5.1工艺流程简述本装置由原料加氢精制、反应、致冷压缩、流出物精制和产品分馏及化学处理等几部---分组成，现分别简述如下：5.1.1 原料加氢精制自MTBE装置来的未反应碳四馏分经凝聚脱水器（104-D-105）脱除游离水后进入碳四原料缓冲罐（104-D-101），碳四馏分由加氢反应器进料泵（104-P-101）抽出经碳四-反应器进料换热器（104-E-104）换热后，再经反应器进料加热器（104-E-101）加热到反应温度后与来自系统的氢气在静态混合器（104-M-101）中混合，混合后的碳四馏分从加氢反应器（104-R-101）底部进入反应器床层。加氢反应是放热反应。随混合碳四带入的硫化物是使催化剂失活的有害杂质。催化剂失活后可用热氢气吹扫使其活化。反应后的碳四馏分从加氢反应器顶部出来与加氢裂化液化气混合。自液化气双脱装置过来的加氢裂化液化气进入加氢液化气缓冲罐（104-D-102），液化气由脱轻烃塔进料泵（104-P-102）抽出与反应器顶部出来的碳四馏分混合后进入脱轻烃塔（104-C-101）。脱轻烃塔（104-C-101）的任务是脱去碳四馏分中的碳三以下的轻组分，同时将二甲醚脱除。脱轻烃塔是精密分馏的板式塔，塔顶压力控制在 1.7MPa(g)。塔顶排出的轻组分经脱轻烃塔顶冷凝器（104-E-103）冷凝冷却后，进入脱轻烃塔回流罐（ 104-D-103）。不凝气经罐顶压控阀后进入全厂燃料气管网。冷凝液由脱轻烃塔回流泵（ 104-P-103）抽出，一部分做为脱轻烃塔（ 104-C-101）顶回流，另一部分作为液化气送出装置。塔底抽出的碳四馏分经碳四进料换热器 （104-E-104）与原料换热后再经碳四馏分冷却器 （104-E-105）冷至40℃进入烷基化部分。塔底重沸器（ 104-E-102）采用0.45MPa蒸汽加热，反应器进料加热器使用1.0MPa蒸汽加热，凝结水都送至凝结水回收罐（ 104-D-304）回收。碳四馏分经加氢精制后，丁二烯含量≤ 100ppm，二甲醚≤100ppm。5.1.2 反应部分碳四馏分中的烯烃与异丁烷的烷基化反应，主要是在硫酸催化剂的存在下，二者通过某些中间反应生成汽油馏份过程。从原料加氢精制部分过来的碳四馏分与脱异丁烷塔（ 104-C-201）过来的循环异丁烷混合后，与反应器净流出物在原料 -流出物换热器（ 104-E-201）中换冷至约11℃，进入原料脱水器（104-D-201）。换冷后的碳四馏分中的游离水在此被分离出去，从而使原料中的游离水含量降至 10ppm（重）。脱除游离水的混合碳四馏分与来自闪蒸罐（

104-D-203）的循环冷剂直接混合并使温度降低至约 3.0℃后分两路分别进入 烷基化反应器（104-R-201A/B ）。烷基化反应器是装有内循环夹套、取热管束和搅拌叶轮的压力容器，为 STRATCO公司---的专利产品。在反应器操作条件下，进料中的烯烃和异丁烷在硫酸催化剂存在下，生成烷基化油。反应完全的酸—烃乳化液经一上升管直接进入 酸沉降器（104-D-202A/B），并在此进行酸和烃类的沉降分离，分出的酸液从下降管返回反应器重新使用。反应—沉降系统中酸的循环是借助在上升管和下降管中物料的比重差自然循环的， 90％浓度的废酸自酸沉降器排放至废酸脱烃罐。本装置设有 2台反应器，为并联操作，即混合碳四分两路分别进入104-R-201A和104-R-201B。而做为催化剂的硫酸为串联操作，即补充的新酸进入104-D-202A，从104-D-202A出来的中间酸进入104-D-202B，90%的废酸从104-D-202B排出。两组反应-沉降系统也可单独操作。从酸沉降器分出的烃相经压力控制阀降压后，流经反应器内的取热管束部分汽化，吸收热量脱除反应热。汽－液混合物进入闪蒸罐（104-D-203）。闪蒸罐是一台带有中间隔板并有共同分离空间的卧式容器。隔板一侧供反应流出物进行气液分离，另一侧供循环冷剂进行汽－液分离。净反应流出物用流出物泵（ 104-P-201）抽出在104-E-201与原料碳四换冷， 加热至约31℃去流出物精制和产品分馏部分继续处理。循环冷剂则以循环冷剂泵 （104-P-202A/B ）抽出送至反应器进料管线与原料碳四直接混合。从闪蒸罐气相空间出来的烃类气体至致冷压缩机（ 104-K-201）。闪蒸罐有一个分酸罐（104-D-208）置于该容器下方，可借助分酸罐上的液面计观察酸烃界面。正常情况下，分酸罐的酸位很低。当反应器内的取热管束发生泄漏时，酸罐内将会发现大量硫酸。99.2％的新鲜浓硫酸先连续进入流出物精制和产品分馏部分的流出物酸洗罐洗涤反应流出物，然后再补入反应器。随浓硫酸进入反应器的酸酯，在反应器中参加反应，增加烷基化油的产率。5.1.3 致冷压缩部分反应器的进料温度要求为 3～6.0℃，这一温度是由在反应器进料中混入低温循环冷剂来实现的。为此，需有一套相应的致冷系统来满足这一要求。此外，为达到烷基化装置内的丙烷和异丁烷进出量平衡，特别是防止丙烷在装置内设备中的积聚，还需要从致冷部分引出一股抽出丙烷物流送出装置。闪蒸罐气相空间的平衡蒸汽，由挡板两侧汇集至出口管，再进入压缩机。致冷压缩机为中间加气式两级离心压缩机，由电机驱动。从104-D-203来的烃类气体进入压缩机一级入口，补充进入二级入口的气体来自节能罐（104-D-207）顶部。上述气体经压缩机压缩至 0.82MPa（a）后经冷剂空冷器（104-A-201）---冷凝，冷凝的烃类液体进入冷剂罐（ 104-D-204）。该液体的绝大部分冷却后进入节能罐（104-D-207），并在节能罐的压力下闪蒸，富含丙烷的气体返回压缩机二级入口，节能罐流出的液体去闪蒸罐，经降压闪蒸使冷剂温度降低至 -10℃左右，用循环冷剂泵抽出送至反应器入口循环。冷剂罐一小部分烃类液体作为抽出丙烷经抽出丙烷泵（ 104-P-203）升压送至抽出丙烷碱洗罐（104-D-205）进行碱洗，以中和可能残留的微量酸，从抽出丙烷碱洗罐流出的丙烷经丙烷脱水器 (104-D-206)脱水后送出装置。5.1.4 流出物精制和产品分馏部分从反应部分来的反应流出物中含有少量的夹带酸和烯烃与硫酸反应所生成的中性硫酸酯。这些酯类如不加以脱除，将在下游异丁烷塔的高温条件下分解放出 SO2，遇到水份，则会造成塔顶系统的严重腐蚀。此外，酸酯还可能导致脱异丁烷塔重沸器的结垢。因此，必须予以脱除，本装置采用酸洗及碱洗的方法进行脱除，即用 99.2%的硫酸洗后再用 12%的NaOH脱除微量酸。与混合碳四换热后的反应流出物进入酸洗系统，与循环酸和补充新鲜酸在流出物酸洗混合器（104-M-203）内进行混合后，进入流出物酸洗罐（ 104-D-209）。99.2％的浓硫酸用新酸泵（104-P-219A/B ）连续送入酸洗系统（补充新酸量要满足反应器的需要），它可以吸收反应流出物中的绝大部分硫酸酯。流出物烃类和酸在酸冼罐中分离，可使烃类流出物中酸含量降低至 10ppm（体积）。酸则连续送至反应器作为催化剂使用。酸洗后的流出物与循环碱液在流出物碱洗混合器（ 104-M-204）中混合后，至流出物碱洗罐（104-D-210）将微量酸脱除，从 104-D-210出来的流出物进入流出物水洗罐104-D-211）。含硫酸钠和亚硫酸盐的碱水，自流出物碱洗罐底部用碱洗循环泵104-P-206A/B）抽出，经与烷基化油换热后送回混合器入口进行循环。根据碱洗系统的操作情况，以注碱泵间断向系统中补充 12％浓度的新鲜碱液，以维持循环碱水的PH值在8－10之间。从104-D-211顶出来的流出物经烷基化油 -异丁烷塔进料换热器（ 104-E-213）换热后进入脱异丁烷塔（ 104-C-201）。脱异丁烷塔的目的是将异丁烷分出，内设 60层塔板，塔顶压力控制在0.73Mpa(a)。塔顶馏出物经脱异丁烷塔顶空冷器（104-A-202）冷凝后进入塔顶回流罐（104-D-212）。冷凝液经脱异丁烷塔回流泵（104-P-209A/B）抽出，一部分返回104-C-201顶作为回流，另一部分经循环异丁烷冷却器（ 104-E-208）冷却至40℃后作为循环异丁烷返回反应部分，以保证反应器总进料中适当的异丁烷和烯烃比例，多余的异---丁烷送出装置。从 104-C-201底抽出的烃类自压送入脱正丁烷塔（ 104-C-202）。脱异丁烷塔重沸器（104-E-209）的热源为1.0Mpa蒸汽，凝结水回收。脱正丁烷塔的目的是将正丁烷与烷基化油分开，内设 30层塔板，塔顶压力控制在0.52Mpa(a)。104-C-202顶馏出物经正丁烷塔顶冷凝器（ 104-E-210）冷凝后进入正丁烷塔顶回流罐（104-D-214），冷凝液用正丁烷塔回流泵（ 104-P-210A/B ）抽出，一部分做为104-C-202顶回流，另一部分经正丁烷产品冷却器（ 104-E-211A/B ）冷却至40℃后送出装置。塔底烷基化油用烷基化油产品泵（ 104-P-211）抽出，经104-E-205、104-E-213 换热后，再经烷基化油冷却器（ 104-E-214）冷却至40℃后送出装置。脱正丁烷塔重沸器104-E-212）的热源为1.0Mpa蒸汽，凝结水回收。5.1.5 化学处理部分装置设有新鲜酸（ 99.2％H2SO4）贮罐、废酸罐和备用罐，用以接收装置外送来的新鲜硫酸及装置产生的废酸。罐内以氮气覆盖，防止空气中的水分进入罐内造成酸的稀释和设备腐蚀。本装置设有排酸罐（ 104-D-216），正常操作时它接收自反应部分酸沉降器送来的废酸，用作废酸缓冲及分离出所携带的烃类；事故状态时接收含酸系统容器安全阀的放空物流，并使酸和烃分离；停工时接受含酸系统容器的含酸排放物流。废酸在排酸罐中分离出烃类后，用排酸泵（ 104-P-212）将废酸送至废酸贮罐。回收的含酸烃类则用含酸废油泵104-P-213）送至反应系统。从排酸罐来的含酸油气进入含酸气碱洗塔（104-C-203）进行碱洗中和，该塔内装6层塔板。自排酸罐来的酸性气，流经含酸气碱洗塔时被中和后排至火炬系统。塔底碱液用碱洗塔循环泵抽出返回塔内循环使用。本装置设有新鲜碱贮罐一台。供给各部分所需的12%NaOH溶液。停工检修而需进入含酸容器时，可利用公用碱液泵（104-P-216）向有关容器中注碱中和。本装置设有废水脱气罐（104-D-217），装置各部分脱出的含烃废水在此罐进行脱气，烃类气体排至火炬，废水排至废水中和池。本装置设置的废水中和池用以接收装置可能排放的自流酸性污水以及碱性污水。中和池中设有PH计在线控制新鲜碱液加入量和新酸加入量。池内还设有喷射器，以保证混合均匀。中和后的污水由浸没在池中的排水泵送出装置，污油则用废油泵排出装置。5.2主要操作条件5.2.1 加氢反应器---反应温度：60℃(初期)～80℃(末期)反应压力：2.0MPa反应空速：≤5h-1H2/C4==(分子)：2.0～4.0加氢产物中残余丁二烯≤100ppm总单烯烃收率≥100%丁烯-1异构化率≥40%5.2.2脱轻烃塔塔顶压力，MPa(g)1.70塔顶温度，℃55.5塔底压力，MPa(g)1.75塔底温度，℃102.3回流比，19.65.2.3烷基化反应器反应压力，MPa(g)0.41反应温度，℃7.0反应器进料烷烯比（体积）10.1:1空速，hr-10.34反应器入口温度℃3.05.2.4脱异丁烷塔塔顶压力，MPa(g)0.63塔顶温度，℃53.5塔底压力，MPa(g)0.69塔底温度，℃126.5回流比，1.355.2.5脱正丁烷塔塔顶压力，MPa(g)0.42塔顶温度，℃52.8塔底压力，MPa(g)0.46塔底温度，℃162.7---回流比， 1.545.2.6 致冷压缩机一级入口压力， KPa(a) 110一级入口温度， ℃ -4.1二级入口压力， KPa(a) 310二级入口温度， ℃ 18.0二级出口温度， ℃ 61.9二级出口压力， KPa(a) 820主要设备选型本装置的主要设备为塔 4座、加氢反应器 1台、烷基化反应器 2台、空冷器20片、冷换设备31台、容器36台、压缩机1套、机泵49台，计算汇总详见数据表。6.1引进设备：2台烷基化反应器是带有内循环夹套、取热管束和混合搅拌器的压力容器，管束面积约910m2。混合器的搅拌器用防爆电机带动，该设备为DUPONT公司的专利设备，需引进；酸沉降器内带有凝聚元件等，也为DUPONT公司的专利设备，反应器及酸沉降器的材质都为碳钢。6.2本装置设备除含酸气碱洗塔内衬Alloy20外，其余都为碳钢材质。脱异丁烷塔和正丁烷塔塔板为0Cr13，含酸气碱洗塔塔板为 Alloy20。6.3压缩机：带中间补气式的离心压缩机，整个机组为国内制造。消耗指标及能耗7.1用水量给水，t/h排水，t/h序号使用地点或用途新鲜循环冷除盐循环热含油污备注水水水水水1脱轻烃塔顶冷凝器331331(104-E-103)2碳四馏分冷却器8686(104-E-105)---冷剂冷却器3 68 68(104-E-203)抽出丙烷冷却器4 1.1 1.1(104-E-204)凝结水蒸汽冷凝器5 121 121(104-E-301)循环异丁烷冷却器6 56.2 56.2(104-E-208)正丁烷塔顶冷凝器7 107.1 107.1(104-E-210)正丁烷产品冷却器8 3.5 3.5(104-E-211)烷基化油冷却器9 16.6 16.6(104-E-214)冷剂后冷器10 384 384(104-E-202)异丁烷塔顶后冷器11(104-E-207)56656612配碱用水4.813机泵用水32114压缩机用水6565合计1808.54.81807.517.2电耗量

间断间断设备台数设备容量年工序电压(台)(KW)轴功率备用电地点(伏)KW作时号注操作备用操作备用数1加氢反应器进料泵380117575428400---(104-P-101)2脱轻烃塔进料泵11303015.7380（104-P-102）脱轻烃塔回流泵338011373712（104-P-103）流出物泵4380111321321048400(104-P-201)冷剂循环泵538011555536.28400(104-P-202)抽出丙烷泵6380119968400(104-P-203)7丙烷碱洗循环泵113318400380(104-P-204)8流出物酸洗循环泵115.55.53.28400380（104-P-205）流出物碱洗循环泵9380117.57.55.88400（104-P-206）流出物水洗循环泵10380117.57.548400（104-P-207）补充除盐水泵113801118.518.5138400（104-P-208）脱异丁烷塔回流泵123801111011089.48400（104-P-209）13正丁烷塔回流泵11303017.58400380（104-P-210）14烷基化油产品泵1115159.88400380(104-P-211)15排酸泵115.55.53.58400380(104-P-212)---含酸废油泵163801118.518.5118400(104-P-213)补充碱液泵17380110.750.750.18400（104-P-214）碱洗塔循环泵18380117.57.54.78400(104-P-215)公用碱液泵19380112.22.21.968400（104-P-216）中和池排水泵2038011151510.88400(104-P-217)中和池废油泵21380117.57.558400(104-P-218)新酸补充泵22380117.57.55.68400（104-P-219）废酸排出泵23380117.57.55.68400（104-P-220）酸雾碱洗罐循环泵2438011442.18400（104-P-221）凝结水回收泵25380113030188400104-P-301）306.1*226反应器电机60002375*2=612.2840027冷剂空冷器380830*88400(104-A-201)27*8=21628异丁烷塔顶空冷器3801230*128400（104-A-202）27*12=32429致冷压缩机60001250018148400（104-K-201）31压缩机辅助系统38031---31 仪表用电 380 25 840032 照明用电 220 30 4200合计34807.3蒸汽耗量序蒸汽用量t/h装置外排备设备编号使用地点0.45M0.9MP凝结水3.5MP蒸汽t/h号Pa(G)a(G)t/h1.0MPa(G)注a(G)1104-E-102脱轻烃塔底重5.65.6沸器2104-E-101反应器进料加0.50.5热器3104-E-209异丁烷塔底重18.418.4沸器4104-E-212正丁烷塔底重2.32.3沸器5104-E-206碱水加热器（2.0）（2.0）间断6吹扫，消防(4.0)合计5.621.226.87.4空气用量压缩空气用量Nm3/h序号 使用地点或用途 非净化0.7MPa(G) 净化0.7MPa(G) 备注正常 最大 正常 最大1仪表3002开工吹扫800开工用800 3007.5氮气用量氮气Nm3/h序号使用地点或用途压力备注---Mpa(g)正常最大1开停工吹扫8000.8间断用2氮封及密封104合计1048007.6催化剂及化学药剂序名称型号或规格年用量一次装入量备注号1硫酸99.2％（重）9275吨200吨酸耗26.5吨/天2NaOH40％（重）160吨10吨3加氢催化剂LST-022.4吨7.2吨4保护剂LST-020.43吨1.3吨5活性炭0.27M37.7装置能耗装置能耗计算是根据中国石油化工股份有限公司《炼油厂能量消耗计算与评价方法》[2005]而计算的。装置设计能耗如下：序项目年耗量能耗指标能耗×104MJ/a号单位数量单位数量1循环水×104t721.14MJ/t4.193021.582电×104kwh2923.2×104kwh10.8931833.643433净化风×10Nm252×10Nm1.59400.6843434氮气×10Nm87.36×10Nm1.59138.950.45MPa蒸汽×104t4.7MJ/t276312986.160.9MPa蒸汽×104t17.81MJ/t318256665.067凝结水×104t-22.51MJ/t320.3-7209.95---8除盐水×104t4.03MJ/t96.3388.09合计98224.1×104MJ设计产品量：16.07x104t/a单位能耗：6112.3MJ/t产品7.8节能措施本装置能耗较高，主要是因为增加了原料加氢精制措施。装置采用的节能措施如下：7.8.1正丁烷塔底烷基化油与循环碱水、异丁烷塔进料换热，回收热量，减少循环水用量；7.8.2致冷系统增加节能罐，闪蒸的部分气体返回压缩机二段再压缩，降低压缩机的轴率；7.8.3流出物与混合碳四原料换冷；7.8.4回收装置蒸汽冷凝水。装置定员编制根据中石化石油化工生产装置设计定员暂行规定的要求，采用四班三倒制，操作定员人，见表8－1。表8-1 装置操作定员表序岗位名称操作操作定员备注号班数人/班合计1班长4142内操4143外操4312合计20环境保护9.1主要污染源及污染物9.1.1 废水烷基化装置排出的废水包括中和池排水、机泵冷却水和生活污水。污水排放情况及主要污染物见表 9-1。表9-1 装置污水排放表废水类别 排水量(t/h) 排放规律 主要污染物 (mg/L) 排放去向---中和池排水23.8间断硫化物：300-1000、污水处理场COD：500-1400机泵冷却水3连续油：100，COD：300污水处理场生活污水2间断污水处理场9.1.2 废气烷基化部分正常生产过程中无废气排放。非正常工况下来自酸区安全阀的含酸气体，在去火炬之前先进入含酸气体中和器中和，最后不含酸的气体密闭排往火炬。9.1.3 废渣烷基化装置废渣主要为烷基化部分产生的废催化剂、废保护剂和废活性炭。反应系统排出的废酸送废酸再生器处理。装置排放的废渣见表 9-2。表9-2 装置废渣排放表废渣名称排放量排放规律主要成分处理方法废加氢催化剂9.6t4年一次Al2O3、贵金属钯回收废保护剂1.52t4年一次填埋废活性炭0.27M3填埋9.1.4 噪声本装置的主要噪声源为功率≥ 30kW的机泵、空冷器电机和压缩机。9.2环保治理措施9.2.1 废水治理烷基化装置污水排放系统划分为含油污水系统及生活污水系统。装置内原料缓冲罐、原料脱水器、流出物碱洗罐、脱异丁烷塔回流罐、脱正丁烷塔回流罐等容器排放的含油污水先经碱水脱气罐减压脱气，然后流入中和池，进行中和。中和池设有喷射混合器，对中和池内介质进行搅拌以达到中和目的，并设有在线 PH检测计检测中和效果，含酸碱污水经中和后排放。中和后的含盐污水排入污水处理场处理合格后排放。装置内机泵冷却水排入含油污水系统，进污水处理场处理合格后排放。装置产生的生活污水排入生活污水系统。9.2.2 废气治理烷基化部分正常生产过程中无废气排放。非正常工况下，装置内的所有烃类安全阀放---空均排至火炬系统。含烃的废碱和废碱水在脱气罐脱除的烃类气体均排至火炬系统。含酸系统的安全阀及放空， 先排放至排酸罐， 酸性气经酸性气碱洗中和罐中和后排入火炬系统。9.2.3 废渣处理设计针对生产中产生的各类废渣特性的不同，采取不同的处理措施，全部进行处理。烷基化部分产生废加氢催化剂，由于含贵金属钯，送回厂家统一回收处理。废保护剂和废活性炭由工厂统一填埋处理。烷基化装置反应系统排出的废酸，送入废酸再生部分处理后循环使用。9.2.4 噪声防治设计中所有动设备选用低噪声的设备，从而使本装置噪声满足《工业企业厂界噪声标准》的要求。9.3环境监测本装置在废水排放口、废气排放口和噪声排放源处设置环境保护监测，以便污染源的监督管理及常规监测工作正常进行。主要对废水和废气进行监测。废水中和设在线 pH计。安全卫生10.1生产过程中危害因素分析10.1.1 火灾、爆炸的危险烷基化装置的原料、中间物料和产品均具有易燃易爆性质，具有明显的火灾爆炸危险性，火灾危险类别为甲类。易燃、易爆物质的性质和火灾危险类别见表10-1。表10-1危险物料的特性及火灾危险类别物料 爆炸危险类别 爆炸极限 闪点 火灾危险名称 组别 类别 v% ℃ 类别碳四馏分 / / 1.6-10 / 甲异丁烷 T2 IIA 1.8-8.4 气体 甲氢气 T1 IIC 4.0-75 气体 甲丙烷 T1 IIA 2.1-9.5 气体 甲丁烷 T2 IIA 1.9-8.5 气体 甲燃料气 T1 / 3-13 气体 甲汽油 T3 IIA 1.1-5.9 <-28 甲B---10.1.2 毒性、腐蚀性危害烷基化装置主要原料为烃类，催化剂为硫酸，中和系统使用10％浓度的氢氧化钠，酸再生过程中有二氧化硫和三氧化硫产生。硫酸属中等毒性物，氢氧化钠为腐蚀性化学品。主要毒性物质对人体的危害如下。1）硫酸硫酸属中等毒性类物质，为无色油状液体；不挥发，有强烈的吸湿性，受热产生三氧化硫烟雾；与水混溶，释放大量的热，可发生沸溅。硫酸雾滴可通过呼吸道进入人体，吸入高浓度硫酸雾可引起上呼吸道刺激症状，发生急性中毒。因吸入硫酸雾滴大小不同，沉着于呼吸道部位不同，引起症状也不一样。硫酸还可经皮肤和粘膜迅速吸收，并对皮肤和粘膜有强烈的腐蚀作用。使组织脱水，形成酸性蛋白，甚至产生坏死，轻者产生皮肤和粘膜灼伤。溅入眼内引起结膜炎，角膜混浊及穿孔、失明。长期接触酸雾人员鼻粘膜萎缩、嗅觉减退，慢性支气管炎、肺气肿、皮肤发痒或有烧灼感。2）三氧化硫三氧化硫常温下为无色液体或晶体，具有强氧化性，与有机物、还原剂、易燃物接触或混合可引起燃烧爆炸的危险。其对人体毒害与硫酸雾相同。3）二氧化硫二氧化硫对呼吸道粘膜产生强烈的刺激作用，出现呼吸系统症状，刺激作用低于三氧化硫。因为吸入的SO2在其粘膜表面生成亚硫酸，引起局部炎症、坏死。大量吸入会引起喉水肿、肺水肿，声带痉挛而窒息。液体SO2同样可引起粘膜皮肤、眼灼伤。4）烃类物质烃属于低毒物质，主要有麻醉和刺激作用，通常通过呼吸及皮肤接触吸收进入人体。挥发烃对人的皮肤、眼睛及粘膜有一定刺激作用，并对人的中枢神经也有影响。5）NaOH溶液NaOH溶液具有腐蚀性和刺激性，固体吸湿性很强。接触高浓度氢氧化钠溶液，能引起比酸更深、广泛的灼伤。长期接触水溶液可导致皮肤溃疡。尤其应注意对眼睛的损害，即使是很稀的水溶液进入眼睛也会使眼睛角膜受损伤。10.1.3 高温烫伤、低温冻伤烷基化装置重沸器为高温设备， 其它高温热源为高温的蒸汽管线。 如果防护设施不当，操作人员接触到热壁的设备、管线及未保温的高温阀门和法兰将会被烫伤。为保持烷基化反应温度，需使用反应物料轻烃作冷冻剂，如皮肤接触未保温低温设备将会引起冻伤。---10.1.4 噪声烷基化装置产生噪声的设备有机泵，压缩机等，其噪声级为≤ 90dBA。10.2主要防范措施10.2.1 防火防爆1）平面布置安全措施装置的平面布置按照工艺流程及相关防火规范的要求进行合理布置，使装置既能满足生产、安全、卫生的要求，也方便操作和检修。2）工艺设计安全措施⑴设计均选用成熟可靠的工艺流程，并考虑必要的裕度及操作弹性，适应操作运行中上下波动的需要。⑵对于易燃、易爆物料，在密闭条件下进行操作，设备以及管线之间的连接处均采取相应的密封措施，防止介质泄漏；对于高腐蚀性的化学品硫酸，设计上采用密闭系统，使硫酸在操作条件下置于密闭的设备和管道中，不与人员接触。⑶为防止停电、停水、误操作及火灾事故引发设备超压，所有压力容器和压力系统均按规范设置安全阀。⑷公用工程管道与易燃易爆介质管道相接时，设置三阀组、止回阀或盲板，以防止易燃易爆介质窜入公用工程系统。⑸ 生产中操作变化可能导致不安全的参数：如液面、压力等，均设置了高、低限报警。3）电气设计安全措施⑴爆炸危险区域的划分和电力设备的选型及安装，遵循国标GB50058－92《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》。⑵ 金属设备的外壳、构架、用电设备正常不带电的金属外壳、电缆铠装层均可靠接地。⑶ 装置内设置可靠的防雷、防静电接地系统。4）自控设计安全措施⑴ 根据工艺要求设置可靠的温度、压力、流量、液位等监视或控制回路。⑵ 在装置区域内设置可燃气体、有毒气体报警器。5）设备设计安全措施⑴ 根据有关规定，装置中的设备设计充分考虑了当地的风压、地震烈度及场地等因素并采取适当的防范措施，为防止硫酸泄漏伤害操作人员，凡含有硫酸物料的设备附近均设有警示标志。---⑵ 根据介质、操作温度、压力和腐蚀情况，对装置中重要部位的设备选用合适的材料，以加强防腐蚀能力，延长设备寿命。⑶ 有关设备裙座设计防火层。⑷ 设备根据需要和规范要求设置平台、梯子、扶手和护栏等，以保证操作人员的安全。6）建、构筑物防火设计⑴ 主要建、构筑物设置两个或两个以上的安全疏散口。⑵ 装置内所有钢结构均按规范做防火、 防腐处理，装置内需要作耐火保护的承重钢框架、支架、裙座、管架均覆盖耐火层，具体设计执行《石油化工企业设计防火规范》，耐火层的耐火极限不低于 1.5小时。7）安全色及安全标志结合工艺设备的布置情况，在装置内易引起误操作的岗位、危险部位设置安全警示牌或风向标，提醒操作人员注意，并在生产场所、工作场所的紧急通道和紧急出入口，设置醒目标志和指示箭头。10.2.2 防硫酸伤害为防止硫酸泄漏伤害操作人员，凡含有硫酸物料的设备附近均设有警示标志，在周围设置围堰，在有可能泄漏和积聚有毒气体的场所设有毒气体浓度报警器，报警信号送入控制室，有硫酸泄漏时可及时发现，及时处理。10.2.3 防碱液伤害装置生过程中使用的氢氧化钠水溶液经管道密闭输送，不与操作人员直接接触，操作人员应着相应的防护服按规程进行操作。10.2.4 防高温灼伤、低温冻伤装置内的高温设备、管线及较高温度的蒸汽管线及低温致冷剂管线，均设置了外保温设施。凡操作人员有可能接触到的部位，按 SH3047-93《石油化工企业职业安全卫生设计规范》的要求：凡表面温度超过 60℃的设备和管道及阀门、法兰，距地面或工作台高度2.1m以内，距操作平台周围 0.75m以内采取隔热、隔冷措施，可使操作人员免受伤害。10.2.5 防噪声伤害在设计中选用低噪声设备，高噪声操作岗位还配有防噪声耳罩供工人巡检使用。以保证操作人员的工作环境符合规范要求。10.3设计中采取的主要卫生措施1）在管线和设备连接处选用适当垫片，加强密封，防止有毒和腐蚀物质泄漏，并在易泄---漏点设置冲洗设施。2）按照有关规范的要求，在防尘、防毒、防寒、防暑等方面采取适当的措施并配备必要的劳保品，保障劳动人员的安全。3）机泵在设计中选用低噪声系列产品，减少噪声对操作人员的危害。10.4