MTBE裝置產品脫硫塔改造方案模擬研究

陳婷婷

摘 要：采用Aspen Hysys 軟件，對MTBE裝置脫硫塔進行模擬，并嘗試在產品脫硫塔進料前增加一股加氫柴油，利用柴油對硫的高溶解能力，降低脫硫塔回流比，實現(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瑢Ρ扰c現(xiàn)有操作有什么不同，為對應的調整方向提供指導。

關鍵詞：MTBE；流程模擬；脫硫；Aspen Hysys

中圖分類號：TQ053 文獻標志碼：A

0 引言

MTBE是由氣分裝置的產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用。目前，MTBE生產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精餾工藝，其中催化精餾工藝能夠大幅度提高異丁烯轉化率、降低設備的投資和能耗，已經成為目前生產MTBE的主要工藝。

本文中采用Aspen Hysys軟件對某廠MTBE裝置脫硫塔進行模擬研究，嘗試在產品脫硫塔進料前增加一股加氫柴油，利用柴油對硫的高溶解能力，降低脫硫塔回流比，實現(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)，為同類裝置的設計和優(yōu)化提供了重要依據(jù)。

1 工藝流程模擬

MTBE產品脫硫塔進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至產品罐區(qū)，塔底為高含硫MTBE至汽油脫硫。

2 模擬結果

通過對脫硫塔的模擬，并對模擬關鍵結果與實際操作條件進行對比，驗證了此模型較精確，能夠反映實際操作情況，可進行下步流程改造部分模擬。具體模擬結果見表1、表2。

3 新工況分析

將5%（占MTBE脫硫塔進料）的加氫柴油與催化蒸餾塔底油混合后進入脫硫塔，保持回流比不變，對其進行模擬，結果顯示，塔頂溫、底溫略有升高，MTBE產品流量、質量等指標均無變化，塔底硫含量由于塔底采出量增加而降低，塔負荷也變化不大，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硫的高溶解能力，降低脫硫塔回流比，實現(xiàn)節(jié)省蒸汽的目的。現(xiàn)對改造前后兩模型同時降低回流比，保持其他操作條件不變，模擬MTBE產品質量的變化情況。數(shù)據(jù)見表3。

結果表明：

（1）增加吸附劑流程前，脫硫塔已經對重硫組分（二甲三硫等）進行了有效的脫除，MTBE產品含硫絕大多數(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，此結果說明柴油對中硫組分有吸附作用，但在精餾塔模擬中對輕硫組分沒有效果。

（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，硫含量升高較明顯。

通過模擬結果發(fā)現(xiàn)：柴油對進料中的中質硫有吸附作用，但從塔正常操作方面考慮，過小的回流比會造成塔盤漏液的發(fā)生，所以脫硫塔回流比應控制在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，輕質硫仍然脫除不了。

結論

（1）從表2模擬結果來看，加入柴油組分對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)模擬結果，在保證產品質量的前提下，回流比可降至0.9，能夠達到節(jié)能的目的。

（3）另外，對柴油混入量對產品質量的影響進行了模擬，結果顯示，增加柴油混入量對減少產品硫含量沒有影響。

參考文獻

[1]李學.碳四餾分分離技術研究進展[J].煉油與化工，2011，22（6）：13-15.

[2]劉國勝，謝濤.MTBE裝置擴能改造技術路線的選擇及分析[J].中外能源，2009，14（6）：82-86.

[3]金波，葉啟亮，李玉安，等.MTBE裝置的全流程模擬與優(yōu)化[J].現(xiàn)代化工，2015（7）：146-150.