MTBE裝置產(chǎn)品脫硫塔改造方案模擬研究

陳婷婷

摘 要：采用Aspen Hysys 軟件，對(duì)MTBE裝置脫硫塔進(jìn)行模擬，并嘗試在產(chǎn)品脫硫塔進(jìn)料前增加一股加氫柴油，利用柴油對(duì)硫的高溶解能力，降低脫硫塔回流比，實(shí)現(xiàn)節(jié)省蒸汽的目的。模擬加氫柴油添加后，探索脫硫塔的最優(yōu)操作條件（塔頂?shù)诇囟取毫Α⒒亓鞯龋?，?duì)比與現(xiàn)有操作有什么不同，為對(duì)應(yīng)的調(diào)整方向提供指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：MTBE；流程模擬；脫硫；Aspen Hysys

中圖分類號(hào)：TQ053 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

MTBE是由氣分裝置的產(chǎn)品碳四組分里的異丁烯與甲醇在催化劑作用下生成的，是理想的高辛烷值汽油組分，目前具有比較廣泛的應(yīng)用。目前，MTBE生產(chǎn)工藝主要有固定床工藝、膨脹床工藝、催化精餾工藝和混相反應(yīng)精餾工藝，其中催化精餾工藝能夠大幅度提高異丁烯轉(zhuǎn)化率、降低設(shè)備的投資和能耗，已經(jīng)成為目前生產(chǎn)MTBE的主要工藝。

本文中采用Aspen Hysys軟件對(duì)某廠MTBE裝置脫硫塔進(jìn)行模擬研究，嘗試在產(chǎn)品脫硫塔進(jìn)料前增加一股加氫柴油，利用柴油對(duì)硫的高溶解能力，降低脫硫塔回流比，實(shí)現(xiàn)節(jié)省蒸汽的目的。通過模擬得到了優(yōu)化的工藝參數(shù)，為同類裝置的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供了重要依據(jù)。

1 工藝流程模擬

MTBE產(chǎn)品脫硫塔進(jìn)料為催化精餾塔塔頂?shù)暮騇TBE，脫硫塔塔頂餾出為脫硫后MTBE至產(chǎn)品罐區(qū)，塔底為高含硫MTBE至汽油脫硫。

2 模擬結(jié)果

通過對(duì)脫硫塔的模擬，并對(duì)模擬關(guān)鍵結(jié)果與實(shí)際操作條件進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了此模型較精確，能夠反映實(shí)際操作情況，可進(jìn)行下步流程改造部分模擬。具體模擬結(jié)果見表1、表2。

3 新工況分析

將5%（占MTBE脫硫塔進(jìn)料）的加氫柴油與催化蒸餾塔底油混合后進(jìn)入脫硫塔，保持回流比不變，對(duì)其進(jìn)行模擬，結(jié)果顯示，塔頂溫、底溫略有升高，MTBE產(chǎn)品流量、質(zhì)量等指標(biāo)均無變化，塔底硫含量由于塔底采出量增加而降低，塔負(fù)荷也變化不大，但再沸器返塔溫度提高較大，由原來的107℃提高至174℃。

增加柴油吸附流程的目的是利用柴油對(duì)硫的高溶解能力，降低脫硫塔回流比，實(shí)現(xiàn)節(jié)省蒸汽的目的。現(xiàn)對(duì)改造前后兩模型同時(shí)降低回流比，保持其他操作條件不變，模擬MTBE產(chǎn)品質(zhì)量的變化情況。數(shù)據(jù)見表3。

結(jié)果表明：

（1）增加吸附劑流程前，脫硫塔已經(jīng)對(duì)重硫組分（二甲三硫等）進(jìn)行了有效的脫除，MTBE產(chǎn)品含硫絕大多數(shù)為精餾脫除不了的輕硫組分（CH3CH2SH和C2H6S）和少部分中硫組分（甲基叔丁基硫醚）。

（2）增加吸附劑流程后，產(chǎn)品純度基本上無變化，為99.85%左右；輕硫組分沒變化，仍然為7.7ppm；重硫組分由原來的0.0009ppm降低為3.0e-16ppm，此結(jié)果說明柴油對(duì)中硫組分有吸附作用，但在精餾塔模擬中對(duì)輕硫組分沒有效果。

（3）逐步降低回流比，改造前可將回流比降低至0.9，能夠保證硫含量不發(fā)生變化，降低至0.5以后，硫含量明顯升高；增加吸附劑流程后，回流比降至0.5前，硫含量不發(fā)生變化，降低至0.3時(shí)，硫含量升高較明顯。

通過模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)：柴油對(duì)進(jìn)料中的中質(zhì)硫有吸附作用，但從塔正常操作方面考慮，過小的回流比會(huì)造成塔盤漏液的發(fā)生，所以脫硫塔回流比應(yīng)控制在0.5以上為宜。但在0.5以上的回流比操作條件下，增加柴油吸附流程的作用不明顯，輕質(zhì)硫仍然脫除不了。

結(jié)論

（1）從表2模擬結(jié)果來看，加入柴油組分對(duì)脫硫塔的脫硫效果不明顯。而且，增加柴油吸附流程后，塔再沸器返塔溫度變化較大，由原來的107℃提高至174℃，塔底再沸器0.4MPa蒸汽熱源需要更換為溫度更高的熱源。

（2）現(xiàn)操作中，根據(jù)模擬結(jié)果，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，回流比可降至0.9，能夠達(dá)到節(jié)能的目的。

（3）另外，對(duì)柴油混入量對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響進(jìn)行了模擬，結(jié)果顯示，增加柴油混入量對(duì)減少產(chǎn)品硫含量沒有影響。

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