（石大博士论文）20万吨固定床FCC轻汽油醚化装置设计(5)

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2 设计说明

2.1 项目概括

20万吨/年固定床FCC汽油醚化装置设计，以来自某炼油厂的催化裂化汽油、甲醇和氢气为原料，催化裂化汽油醚化装置工艺流程包括全馏分汽油选择性加氢脱二烯烃、催化裂化汽油分馏与醚化三部分组成。选择加氢反应采用HR-845催化剂，醚化采用丹东化工三厂生产的D005强酸性阳离子交换树脂，尽量采取可行的措施减少系统对环境的不利影响，并对排出的污染物提出合理的治理方案。

与新配方汽油相比, 我国汽油存在的主要问题是辛烷值低、烯烃含量高、氧含量低。由于催化裂化汽油约占我国汽油的80%,因此要提高我国汽油质量必须首先改善催化裂化汽油质量，催化裂化轻汽油醚化是实现上述的目的有效途径。催化裂化轻汽油中的叔碳烯烃转化为相应的醚类,既可以提高汽油的辛烷值,增加含氧量,又可以降低蒸气压,降低烯烃含量,提高安定性,因而对于提高汽油质量非常有利。我国的催化裂化汽油按辛烷值主要分两大类, 一类催化裂化汽油的研究法,辛烷值为87-89,距90#汽油相差1-2单位,另一类催化裂化汽油的研究法,辛烷值为91左右,距93#汽油相差1-2单位。采用催化裂化轻汽油醚化工艺恰好可以弥补催化裂化汽油辛烷值的不足。延长催化剂寿命和提高叔碳烯烃转化率是制约催化裂化轻汽油醚化工艺发展的主要问题。

随着新配方汽油的出现和含氧汽油的出现，减少汽油中污染物排放的研究正在蓬勃发展，经济发达国家相应推出了各自油品的质量规格和优化生产技术。其中，美国提出的汽油无铅，无金属，使用苯含量小于1%,含氧量大于2%，代表了21世纪汽油质量新趋势。醚类化合物作为一种可有效提到汽油辛烷值的含氧化合物，以其与汽油的相溶性好，可以任意比例与汽油相溶而不发生分离的特点经常用于改善汽油辛烷值，目前用于改善汽油辛烷值的醚类化合物有MTBE，TAME（甲基叔戊

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基醚），ETBE（乙基叔丁基醚）以及以FCC轻汽油为原料的混合醚（或燃烧醚）。

2.2 设计依据

（1）指导教师所发放的设计任务书；

（2）《化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定》（1992年12月28日化工部发布）及有关专业的国家标准；

（3）《石油化工应用》、《化工原理》； （4）国家经济、建筑等相关政策。

2.3 产品对比

汽油醚化前后分析数据见下表2-1。

表2-1 醚化前后汽油分析数据

分析项目 研究法辛烷值 抗暴指数 硫含量/% 汽油组成/% 烷烃/% 环烷烃/% 芳烃/% 烯烃/% 苯/% 甲苯/% 醚类/% 诱导期/min

醚化前 90.5 86.1 0.009 29.34 11.96 14.90 41.17 0.04 2.57 0 690

醚化后 93.1 86.9 0.007 28.74 11.72 14.59 26.52 0.04 2.52 15.76 810

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2.4 原料与催化剂 2.4.1 主要原料

原料是来自某炼油厂的催化裂化汽油，氢气和甲醇，它们的性质见表2-2、表2-3、表2-4及表2-5。

表2-2 催化裂化汽油的性质

项目 流量/（t·h-1） 相对密度 硫/(μg﹒g-1) 硫醇硫/(μg﹒g-1) 烯烃/%（体积分数） 二烯烃/（l2g·100g-1） RVP（冬季/夏季）/kPa

RON/MON 胶质/(mg.100mL-1) 氨/(μg﹒g-1) 馏程（ASTMD86）/℃

初馏点 10% 50% 90% 终馏点

数据 174 0.71 195 61 28 0.84 82/- 90.3/80.4 2.8 32 30 46 85 155 190

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表2-3 催化裂化轻汽油的性质

项 目 密度/kg.m-3 动力黏度/mPa.S 硫含量/μg·g-1 硫醇硫/μg·g-1 馏程/℃ 初馏点 10% 30% 50% 70% 90% 终馏点

平均分子量/（kg/kmol） 占全馏分质量分数

数据 660 0.2236 25 3 25.9 31.3 36.5 42.2 56.2 69.5 80.2 62.02 0.3042

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表2-4 催化裂化重汽油的性质

项 目 密度/kg.m-3 动力黏度/mPa.S 硫含量/μg·g-1 硫醇硫/μg·g-1 馏程/℃ 初馏点 10% 50% 90% 终馏点

平均分子量/（kg/kmol） 占全馏分质量分数

催化裂化汽油

734 0.3884 269.3 86.5 78 85.5 116 163.5 193 115.91 0.6958

表2-5 甲醇的性质

熔 点 （℃） 沸点（0.1Mpa，℃） 临界压力（MPa） 自然点（℃） 相对密度(水=1) 相对蒸气密度（空气=1）

-97.8 64.7 8.09 463.89 0.7915 1.11

饱和蒸汽压（kpa）

闪点（℃） 临界温度（℃） 爆炸极限%(V/V) 燃烧热（kJ/mol） 折光率(n20D)

13.33(21.2℃)

12.22 239.5 6.0~36.5 725.76 1.3292

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