LNE-3技术在轻汽油醚化装置的应用

孟祥雷

（中国石油辽阳石化公司油化厂，辽宁辽阳111003）

轻汽油醚化工艺可将催化轻汽油中的C5～C7叔碳烯烃与醇类（甲醇或乙醇）发生醚化反应生成相应的醚（TAME、TAEE 等）。该工艺可降低催化汽油的烯烃含量，将全馏分催化汽油辛烷值（RON）提高1～2，蒸气压降低10 kPa左右，是提高车用汽油质量的有效手段。该工艺可将低价值的甲醇转化为高价值的汽油，经济效益显著［1～3]。辽阳石化公司350 kt/a 催化轻汽油醚化装置以1.0 Mt/a 汽油加氢装置分馏塔顶轻汽油为原料，采用LNE-3 技术，实现深度醚化，生产高辛烷值、低蒸汽压汽油产品［4]，合格醚化轻汽油送至组分调和罐区。该装置于2018年9月18日投料开车成功，运行状态良好，2018年12月6～8日进行装置满负荷运转标定。

1 装置设计

轻汽油醚化装置由原料预处理、一段醚化反应、催化蒸馏、二段醚化及甲醇回收等部分组成，设计规模为350 kt/a，操作弹性为60%～110%。开工时数为8400 h/a，工艺原则流程见图1。

图1 轻汽油醚化装置工艺原则流程

2 装置标定

2.1 原料油性质

标定时原料油处理量为42.3 t/h，原料油的性质见表1，设计与标定原料油活性烯烃含量见表2。

表2 设计与标定原料油活性烯烃含量/%

从表1 可见，原料中硫含量平均8.4mg/kg，低于设计值（10 mg/kg），满足要求［5]；终馏点平均值68.4 ℃，符合设计值（≤75 ℃）。由表2 可知，轻汽油中活性烯烃略低于设计值。

2.2 反应操作条件

装置反应部分设计条件和标定条件见表3。

表3 设计反应条件与标定反应条件对比

从表3可以看出，标定期间反应器各操作参数均能够稳定控制在范围以内。

标定期间轻汽油平均进料42.3 t/h，为使反应充分，将醇/烯（叔碳）保持在1.4，甲醇平均进料5.42 t/h。第一醚化反应器入口温度稳定在42 ℃，反应器出口压力控制在0.80 MPa，反应器平均温升23.1 ℃，从反应器温升来看，反应器内催化剂活性扔保持较高水平；第二醚化反应器入口温度稳定在52 ℃，反应出口压力控制在0.82 MPa，平均温升2 ℃。第三醚化反应器入口温度控制在55 ℃，平均温升4 ℃。证明轻汽油在低温下大部分活性烯烃已在第一醚化反应器中反应，在相对高温下，仍有部分活性烯烃在第三醚化反应器中反应［4]。

2.3 产品性质

轻汽油醚化装置主要产品为醚化轻汽油，醚化轻汽油产品性质见表4。

表1 设计与标定原料油性质

表4 醚化轻汽油性质

从表4可见，醚化轻汽油产品总醚化物含量平均为21.79%，烯烃含量平均为25.20%，符合指标要求的低于33%，硫含量平均为7.37 mg/kg，符合指标要求不高于10 mg/kg的要求。

2.4 转化率

轻汽油中活性烯烃的转化率见表5。

表5 活性烯烃的转化率

从表5 可知，轻汽油经醚化反应后，C5叔碳烯烃转化率为97.73%～98.86%，平均为98.22%（设计指标为≥93%）。C6叔碳烯烃转化率为54.56%～64.79%，平均为61.00%（设计指标为≥50%）。

2.5 辛烷值增量

轻汽油辛烷值平均95.2，醚化轻汽油辛烷值为96.0，轻汽油醚化后辛烷值仅提高0.8，而国内同类醚化装置辛烷值提高量均在2 以上。该醚化汽油产品中醚化物含量为22%左右，与同类装置产品中醚化物含量相当，而且本装置醚化转化率高达98%以上，醚化效果良好，分析结果显示的辛烷值增加量却严重偏低。原因是本次标定原料中的碳五叔碳烯烃含量仅为12%，比设计值低了7%，而轻汽油辛烷值测定值却高达95.2，该数据偏高［5]。

轻汽油低密度、易挥发，直接测定的辛烷值有偏差。通常轻汽油辛烷值是通过测定混合汽油和重汽油辛烷值，再根据轻重比例进行核算获的，按此方法，测定了汽油加氢装置分馏塔前的汽油及重汽油产品的辛烷值，根据分馏塔轻重汽油采出比例（轻汽油采出34.40%，重汽油采出65.60%）进行核算，原料轻汽油辛烷值为93.9，经过轻汽油醚化后，轻汽油辛烷值增加量为2.1，满足指标要求。

3 结束语

采用LNE-3 技术的轻汽油醚化装置的轻汽油经醚化后C5叔碳烯烃转化率为97.73%～98.86%，平均为98.22%（设计指标为≥93%），C6叔碳烯烃转化率为54.56%～64.79%，平均为61.00%（设计指标为≥50%），均高于设计指标。轻汽油平均进料量42.3 t/h，甲醇消耗为3.52 t/h，占总进料的7.68%，说明装置醚化效果良好。轻汽油经过醚化后，催化汽油辛烷值增加了2.1，符合指标要求。