MTBE裝置生產(chǎn)原理及工藝流程ppt課件

1、MTBE根本情況根本情況 MTBE是甲基叔丁基醚的商品名，是異丁烯和甲醇在強酸性催化劑作用下反響的產(chǎn)物，它的主要用途是替代四乙基鉛作為提高汽油辛烷值的添加劑，純MTBE的辛烷值為109。此外MTBE熱裂解可以消費高純度異丁烯，高純度異丁烯是消費丁基橡膠的原料，它也是其它需求引入叔丁基反響的單體。MTBE安裝的作用安裝的作用 MTBE安裝消費兩種產(chǎn)品，一種是MTBE，另一種是粗丁烯。MTBE合成反響的直接結(jié)果是獲得MTBE，間接結(jié)果是將正丁烯和異丁烯別分開來，由于正丁烯和異丁烯的相對揮發(fā)度接近1，因此用常規(guī)的精餾方法難于分別，因此采用合成MTBE的化學(xué)方法進展分別，是目前普遍采用的分別方法。MT

2、BE合成技術(shù)合成技術(shù) 第一套MTBE安裝于1973年在意大利建成，我國自行開發(fā)的第一套安裝于1983年在齊魯橡膠廠建成，大慶MTBE安裝采用的是齊魯研討院開發(fā)的固定床二段深度轉(zhuǎn)化工藝，安裝主要由三臺反響器和六臺塔組成，由反響、MTBE分別、甲醇回收和粗丁烯提濃等幾部分組成。MTBE安裝簡介安裝簡介 甲基叔丁基醚MTBE安裝以抽余C4和甲醇為原料，原設(shè)計第二消費方案年處置抽余C4 32500噸，消費MTBE 19864噸，粗丁烯9616噸，副產(chǎn)剩余C4 10224噸。 MTBE安裝由齊魯石化公司設(shè)計院提供根底設(shè)計，大慶石化總廠設(shè)計院完成初步設(shè)計和施工圖設(shè)計。 1988年5月投產(chǎn)，投資374951

3、62元，安裝占地面積15600m2。 2001年10月安裝進展了擴能改造，年處置抽余C4處置才干提高到52000噸，消費MTBE 29963噸，粗丁烯29384噸。同時安裝由原來的DDZ型儀表控制改為DCS控制。2001年10月配合塑料廠丁烯精制工程改造，MTBE安裝又增設(shè)了F103和H218兩臺設(shè)備。 來自丁二烯抽提安裝的混合C4原料進入原料罐R301/1.2，來自儲運公司的CH3OH原料進入甲醇原料罐R101。分別經(jīng)B101、B102提高壓力后混合，混合物料經(jīng)混合器混勻后進入一反離子過濾器L101，除去物料中的金屬陽離子等有害雜質(zhì)。過濾后的物料首先進入H101/1.2與來自初餾塔塔底的產(chǎn)品

4、MTBE換熱。溫度升至45左右進入一反進料預(yù)熱器H102。 用0.3MPa蒸汽或SC0將物料預(yù)熱到55以后進入第一反響器F101，混合C4中的異丁烯和甲醇在大孔徑強酸性陽離子交換樹脂作用下，進展醚化反響消費MTBE。 從第一反響器底部出來的反響物料進入初餾塔進料換熱器H104/1.2與初餾塔釜液換熱后進入初餾塔T101。初餾塔底含MTBE的釜液經(jīng)H104/1.2、H101/1.2冷卻到40左右進入MTBE中間罐R205，然后經(jīng)泵B209送至廢品罐區(qū)。 初餾塔頂產(chǎn)物經(jīng)H105冷凝、冷卻至58進入回流罐R105，罐內(nèi)物料用B105升壓后一部分送回T101塔頂作為回流，另一部分凝液與甲醇混合經(jīng)過冷卻

5、器H107后進入二反離子過濾器L102，濾出金屬陽離子等有害雜質(zhì)后進入二反F102。從二反底部出來的物料進入三反F103，三反底部出來的物料進入脫C4塔T201，或經(jīng)H218冷卻后進入甲醇萃取塔T202。脫C4塔T201底產(chǎn)品MTBE與初餾塔底的MTBE在H101/1.2內(nèi)混合后進入中間罐R205。 脫C4塔頂氣相經(jīng)冷凝器H201冷凝、冷卻到50進入回流罐，罐內(nèi)物料用B201升壓后一部分送回T201塔頂作為回流，另一部分凝液進入甲醇萃取塔或進入脫異丁烷塔T204。 含甲醇的混合C4由底部進入甲醇萃取塔T202，T203塔釜液作為萃取劑由塔上部進入，在14m高的鮑爾環(huán)填料上，混合C4與萃取水逆流

6、接觸。 頂部的萃余C4被萃取劑冷卻至40以下進入R207。底部含CH3OH 310%的水溶液進入甲醇回收塔T203。塔頂氣相經(jīng)H206冷凝、冷卻到40進入回流罐R202，不凝部分由罐頂放入大氣，罐內(nèi)物料用B203升壓后一部分送回T203塔頂作為回流，一部分前往原料罐R101作原料循環(huán)運用。 R207中的C4經(jīng)B204泵保送至H208或T201前水洗流程進T201，后水洗流程進H208，預(yù)熱后進入脫異丁烷塔T204，塔頂氣相被冷凝到45后進入R203罐，一部分氣相主要是C3和異丁烷被排入火炬，全部凝液用B206送回T204塔頂作為回流原料中異丁烷含量高時需求采出液相。被脫除C3和部分異丁烷的C4

7、落入塔底，由B205保送到粗丁烯-1塔T205。 粗丁烯-1塔T205塔頂氣相經(jīng)H212冷凝到65后進入回流罐R204，物料用B208升壓后一部分送回T205塔頂作為回流，另一部分經(jīng)冷卻器H215冷卻至40進入R302。塔底物料經(jīng)冷卻器H214冷卻后直接或用B207泵保送去原料一罐區(qū)。來來銷售處甲醇損失去原料一去線性MTBE安裝物料流程圖四、關(guān)鍵控制點及控制方法 MTBE安裝工藝過程包含反響、精餾和萃取，采用的都是常規(guī)設(shè)備，沒有大機組也沒有連鎖，操作條件比較緩和，沒有高溫高壓部位，整個控制比較簡單，相對而言，安裝的控制關(guān)鍵點在反響部分，特別是一段反響器，反響器的調(diào)整重點和難點是溫度的調(diào)整，其次

8、是萃取部分的調(diào)整。去H104去H203/R202來來MTBEMTBE去R205B203來甲醇銷售處來甲醇H103來火炬火炬火炬去R208S3S3凝液去F102/T201去H107573.52-023 323.51-027 894.5573.5323.5573.51-003 573.51-001 894.5323.546573.5573.5573.56894.51-028 573.5573.51-036 473.51-004 894.5L102573.5573.5573.5去R103573.5323.51-032 323.51-008 894.5RS-04 10841084573.5473.51

9、-026 573.51-030 573.5323.5573.5573.514144444444573.5894.51-005 894.51-006 894.5894.5894.5573.5323.5323.5RS-05 894.5573.51-029 573.51-007 894.5來MTBE323.5混合器R105、R201伴熱89TTT 反響投料醇烯比是重要的參數(shù)，它直接影響到MTBE產(chǎn)質(zhì)量量和T101的能源耗費。醇烯比過大MTBE中甲醇含量升高，T101的能源耗費添加。 投料醇烯比普通控制在0.981.02之間，如今我們實踐操作采用的是大醇烯比操作，普通都控制在1以上，醇烯比能否適宜的斷

10、定主要是A3的分析結(jié)果，一反醇烯比的調(diào)整一反醇烯比的調(diào)整 但是一個重要的判別根據(jù)是T101的操作情況，普通來講，當醇烯比過小時產(chǎn)品中聚合物和叔丁醇含量添加，T101他釜溫度升高，醇烯比過大時T101中部溫度首先升高，繼而頂部溫度升高，為了控制頂部溫度降低蒸汽時頂部溫度微降，中部溫度根本不降而另民辦溫度迅速降低。3CHCH3CH2CHO3CH3CHC2CH3CHOH3CH 醇烯比的計算根底是質(zhì)量守恒定律和化學(xué)方程式，MTBE合成反響方程式如下：方程式闡明，甲醇、異丁烯和MTBE的當量比是1：1：1，即質(zhì)量比是4：7：11，對于一定投料量和一定組成的BBR投料來說，所需甲醇量是74異丁烯含量碳四投

11、料量5828. 002. 174100%1甲醇投料量碳四投料量的甲醇量改變甲醇含量 計算結(jié)果乘以醇烯比即為所需甲醇量，目前計算所用的0.583是醇烯比為1.02時的情況，該值來自于 當見到A3分析需求進展調(diào)整時可以按照如下方法計算， 第一反響器的反響溫度調(diào)整比較困難，經(jīng)過工況的調(diào)整可以使反響段集中在很短的一段內(nèi)也可以使其在一段催化劑床層中進展，所以反響溫度的控制從兩個方面入手，即調(diào)整取熱強度和取熱面積。對反響溫度影響比較大的參數(shù)有進料溫度、反響壓力、脫鹽水流量、脫鹽水溫度。一反溫度的調(diào)整進料溫度的調(diào)整進料溫度的調(diào)整 進料溫度產(chǎn)生兩方面的影響，一是影進料溫度產(chǎn)生兩方面的影響，一是影響進入反響器的

12、熱量，二是影響起始反響速響進入反響器的熱量，二是影響起始反響速度。進料溫度升高會使得進入反響器的熱量度。進料溫度升高會使得進入反響器的熱量添加，提高反響器取熱負荷，進料溫度降低添加，提高反響器取熱負荷，進料溫度降低降低反響器取熱負荷。在催化劑投用初期上降低反響器取熱負荷。在催化劑投用初期上層催化劑活性較高，為了降低反響強度進料層催化劑活性較高，為了降低反響強度進料溫度控制的要低一些，催化劑運用的中后期溫度控制的要低一些，催化劑運用的中后期上層催化劑活性降低，為了提高頂層催化劑上層催化劑活性降低，為了提高頂層催化劑的反響量要適當提高進料溫度，維持頂部溫的反響量要適當提高進料溫度，維持頂部溫度。度

13、。反響壓力的調(diào)整反響壓力的調(diào)整 反響壓力對反響溫度影響較大，反響反響壓力對反響溫度影響較大，反響壓力越低越有利于反響熱的移出，壓力過低壓力越低越有利于反響熱的移出，壓力過低時物料內(nèi)汽相含量過大，物流不穩(wěn)定，影響時物料內(nèi)汽相含量過大，物流不穩(wěn)定，影響T101的操作。反響壓力過低會導(dǎo)致催化劑磨的操作。反響壓力過低會導(dǎo)致催化劑磨損比較嚴重。反響壓力設(shè)定的過高影響熱點損比較嚴重。反響壓力設(shè)定的過高影響熱點取熱，普通來講反響壓力頂在取熱，普通來講反響壓力頂在0.750.8MPa為宜，催化劑投用初期反響壓力控制的低一為宜，催化劑投用初期反響壓力控制的低一些利于取熱。催化劑運用后期反響壓力控制些利于取熱。催

14、化劑運用后期反響壓力控制的高一些，促使頂部溫度維持在一個較高的的高一些，促使頂部溫度維持在一個較高的程度。程度。脫鹽水溫度的調(diào)整脫鹽水溫度的調(diào)整 反響溫度對脫鹽水溫度非常敏感，水反響溫度對脫鹽水溫度非常敏感，水溫的微小變化都會影響到反響溫度，水溫溫的微小變化都會影響到反響溫度，水溫過低會呵斥循環(huán)水資源浪費，同時工藝上過低會呵斥循環(huán)水資源浪費，同時工藝上也難于實現(xiàn)。過低的水溫極易使床層頂部也難于實現(xiàn)。過低的水溫極易使床層頂部溫度迅速降低，使頂部反響量降低，在中溫度迅速降低，使頂部反響量降低，在中部已構(gòu)成高溫區(qū)。水溫控制的過高床層溫部已構(gòu)成高溫區(qū)。水溫控制的過高床層溫度會升高，副反響量添加，催化劑

15、壽命縮度會升高，副反響量添加，催化劑壽命縮短。通常情況下水溫控制在短。通常情況下水溫控制在5055為宜。為宜。脫鹽水量的調(diào)整脫鹽水量的調(diào)整 反響溫度對脫鹽水量不敏感，但是脫反響溫度對脫鹽水量不敏感，但是脫鹽水量的調(diào)整有長效性，當水溫一定時經(jīng)過鹽水量的調(diào)整有長效性，當水溫一定時經(jīng)過調(diào)整水量和水量分配可以使床層某部的溫度調(diào)整水量和水量分配可以使床層某部的溫度升高或降低，在催化劑投用初期以頂部進水升高或降低，在催化劑投用初期以頂部進水為主，輔助以中部少量進水。中后期主進水為主，輔助以中部少量進水。中后期主進水口逐漸下移。由于進料口前一層折流板通道口逐漸下移。由于進料口前一層折流板通道位于進水口側(cè)向，

16、所以水量調(diào)整是有利于該位于進水口側(cè)向，所以水量調(diào)整是有利于該側(cè)南側(cè)床層溫度降低。側(cè)南側(cè)床層溫度降低。開工初期的調(diào)整開工初期的調(diào)整 檢修開工初期反響器的調(diào)整是一個重檢修開工初期反響器的調(diào)整是一個重點，這時反響器內(nèi)充溢大量甲醇并且整個點，這時反響器內(nèi)充溢大量甲醇并且整個床層溫度較低。在操作上于正常時期有所床層溫度較低。在操作上于正常時期有所不同，首先投料醇烯比采用低醇烯比控制，不同，首先投料醇烯比采用低醇烯比控制，進料溫度提高進料溫度提高5560，反響壓力脫，反響壓力脫鹽水溫度控制的略高一點鹽水溫度控制的略高一點0.85MPa，脫鹽水溫度升高脫鹽水溫度升高55，脫鹽水量降低，脫鹽水量降低TV102

17、開度開度10%以下。以下。 采用此操作參數(shù)的目的是由于甲醇與催化劑間構(gòu)成氫鍵，甲醇的脫附比較困難，由于甲醇對催化活性中心的籠壁，反響進展的比較困難，以上所作的一切調(diào)整都是為了提高反響溫度的，反響溫度的提高加速了甲醇的脫附，同時也提高了催化劑催化活性，使得投料初期可以獲得稱心的轉(zhuǎn)化率。 反響壓力的選擇與反響溫度的關(guān)系不很明顯，但是降低操作壓力依然有利于反響熱的取出，所以壓力普通不控制的太高，壓力也不能控制過低，壓力控制的過低反響器內(nèi)氣相含量添加，容易導(dǎo)致T202進料量的不穩(wěn)定，進而影響到T202的操作穩(wěn)定，引起界面的猛烈變化，并能夠?qū)е螺腿∫褐袏A帶碳四。二段反響器的調(diào)整二段反響器的調(diào)整 二段反響

18、器普通情況下不會發(fā)生溫度超高景象，這是由于其中異丁烯含量決議的，但是在上道工序來料溫度偏高時維護床內(nèi)會發(fā)生反響出現(xiàn)超溫，進而使得反響器上層溫度偏高，二段反響器溫度偏高時的調(diào)整手段有三個，一是使進料全部經(jīng)過H107，降低維護床進料溫度。二是提高二反補甲醇量，控制維護床內(nèi)反響的發(fā)生。三是到現(xiàn)場調(diào)整盤管水量，但是它僅對中下部溫度的調(diào)整有效。 二段反響器的一個調(diào)理重點就是要保證一定數(shù)量30kg/和的新穎甲醇進料，再二段反響器內(nèi)及易發(fā)生異構(gòu)化反響，即正丁烯轉(zhuǎn)化為順反丁烯，醇烯比越小、反響溫度越高這種異構(gòu)化反響進展的越猛烈，當發(fā)生異構(gòu)化反響時可以經(jīng)過補充大量新穎甲醇的方法來終止異構(gòu)化反響，但是在這個過程中

19、要保證反響溫度，否那么MTBE合成反響也會遭到影響，使異丁烯轉(zhuǎn)化率不夠而影響到粗丁烯產(chǎn)質(zhì)量量。 萃取塔是一臺填料塔，下部裝滿鮑爾環(huán)，上部膨大部分中空，用來沉降分別碳四和水，下端設(shè)置有篦板和篩板用來支撐填料，進料口裝有蓮蓬形噴頭，萃取水自膨大部分下端進入，在重力作用下向下流動，物料自底部側(cè)面進入，由于其密度小于水，在浮力作用下向上流動，萃余液自塔頂產(chǎn)出，萃取液自底部中央產(chǎn)出。甲醇萃取系統(tǒng)的調(diào)整 萃取水量是萃取塔需求控制的一個最重要的參數(shù)，它涉及到能否將甲醇含量脫除到滿足粗丁烯的消費需求，保證萃取水的質(zhì)量比保證數(shù)量更為重要，在萃取水質(zhì)量保證的前提下，只需保證水為延續(xù)相就可以滿足脫除甲醇的需求，如今

20、的料水體積比控制在7：1左右，實踐上還可以進一步放大到10：1。 甲醇回收塔常見的動搖景象有兩個，一個是出現(xiàn)液泛，另一個是出現(xiàn)干板。出現(xiàn)液泛的緣由普通都是由于回流量過大，正確的操作方法是保證蒸汽量，降低回流量，假設(shè)回流罐剩余空間較大可以大幅度降低，首先將甲醇蒸入塔頂，然后經(jīng)過逐漸提高回流至正常的方法將塔調(diào)整穩(wěn)定，調(diào)整的過程中罐內(nèi)的甲醇也能很快地合格。 塔出現(xiàn)干板主要是由于塔內(nèi)進入了過輕組分即碳四的緣故，碳四進入正常運轉(zhuǎn)的塔內(nèi)后，碳四迅速氣化以極高的速度上升，將塔板上的液體夾帶進入上一層塔板，正確的調(diào)整是首先調(diào)整萃取塔杜絕碳四進入甲醇回收塔，甲醇回收塔堅持正常的溫度迅速將塔內(nèi)碳四組分排出，在調(diào)整

21、過程中留意碳四的排出速度，以免塔內(nèi)氣速過高掀翻塔板，但是也要保證塔釜溫度，保證萃取水質(zhì)量，整個過程等待的成分要多于調(diào)整。 MTBE安裝消費的是粗丁烯，即丁烯-1含量約50%的混合碳四，安裝整個消費過程都粗丁烯的質(zhì)量產(chǎn)生影響。粗丁烯系統(tǒng)的調(diào)整剩 余 碳 四凝 液循 環(huán) 水循 環(huán) 水凝 液火 炬火 炬火 炬裂 解粗 丁 烯伴 熱伴 熱FK-11 89 4.5 57 3.5 57 3.5 57 3.5 57 3.5 57 3.5 32 3.5ZQ10-07 32 3.54 32 3.56573.5 57 3.5 57 3.5 57 3.5894.5 89 4.5N10-07 32 3.5 32 3.

22、5火 炬火 炬氮 氣氮 氣44444 32 3.5 47 3.5 57 3.5 32 3.5 108 42-039 159 4.5 57 3.52-040 219 82-036 108 4 108 4323.5473.5 57 3.5 89 4.52-034 1594.52-033 159 4.5894.5 89 4.5S-10 273 8 159 4.5 159 4.5S-9 159 4.5573.51594.5 47 3.5 47 3.5 57 3.5 47 3.5 108 4ZQ3-1 159 4.5 57 3.5 57 3.5N3-1 1084108466573.5 57 3.5473

23、.51594.544 57 3.5 89 4.5894.5 47 3.5 57 3.5573.5573.51084氮 氣氮 氣46611火 炬火 炬裂 解 47 3.5裂 解 47 3.5FK-14 89 4.52-031 57 3.52-061 57 3.52-0412-035 159 4.5粗 丁 烯 循 環(huán) 線6循環(huán)水循環(huán)水循環(huán)水循環(huán)水凝液循環(huán)水循環(huán)水火炬火炬4至線原料二丁烯外送10842-045 1594.5FIQ202FIQ203火炬氮氣FK-11 894.5573.5473.52-050 573.510842-048 1594.5FK-14 894.52-042 573.5氮氣氮氣

24、氮氣火炬火炬火炬火炬火炬323.5573.5573.52-049 27381594.5S3-2 1594.52-046 1084894.5323.52-044 1594.5894.5573.52-043 219621982198894.521981594.52-047 573.5323.51084573.51594.510841594.52-051 573.5573.5573.5573.5573.5573.5573.5573.5573.5573.5573.5573.5573.5573.5573.5573.5323.5N3-2 894.5894.52-052 573.5573.52-053 57

25、3.52-038 573.514573.5 B1單元來料線MTBE進罐線FIQ*五、目前存在的問題及處理方法甲醇回收系統(tǒng)腐蝕嚴重；催化劑改換周期偏短；尾氣排放量大。安裝存在的主要問題安裝存在問題的處理甲醇回收系統(tǒng)腐蝕嚴重 甲醇回收系統(tǒng)腐蝕主要是酸腐蝕，酸來源于催化劑攜帶的殘算和甲醇帶入的甲酸，在醚后碳四進入萃取塔前加裝陰離子交換床或堿洗罐可以有效地緩解腐蝕，此外還可以采取定期換水的方法處理，目前我們采用的就是此方法。催化劑改換周期偏短 催化劑改換周期偏短是安裝擴能改造遺留的問題，安裝擴能改造時沒有對反響器進展改動，催化劑裝填量沒有添加。目前采取的處理方法是添加維護床催化劑改換頻率，將維護床催化

26、劑改換頻率添加至每年3臺次；采用D005型高活性催化劑。尾氣排放量大 按照設(shè)計，安裝不產(chǎn)生尾氣，由于原料中C3組分含量遠高于設(shè)計值，安裝不得不進展尾氣排放。尾氣曾回入裂解氣緊縮機二段入口，也曾經(jīng)并入燃料氣，最終都由于無法操作而終止，目前尾氣只能排入火炬，沒有好的利用方法。六、安裝的技術(shù)開展方向 MTBE安裝采用的一段列管式固定床二段筒式固定床工藝是目前最落后的工藝，該工藝流程長，能耗高，特別是丁烯-1消費部分，需求經(jīng)過粗提和精提兩道工序，使得丁烯-1消費本錢大幅度提高。MTBE安裝工藝現(xiàn)狀安裝工藝現(xiàn)狀 目前比較先進的MTBE消費工藝是催化蒸餾工藝，一段反響器采用混相床或固定床，二段反響器和兩臺分別塔合并成一臺催化蒸餾塔，甲醇回收采用吸附回收方法，醚后碳四經(jīng)過嚴厲精餾直接消費精丁烯，工藝流程大大縮短，產(chǎn)品能耗下降。目前還開展了汽油加氫與醚化同時進展的工藝。MTBE工藝開展方向工藝開展方向 對比原設(shè)計工藝，MTBE安裝曾經(jīng)進展了一定程度的優(yōu)化，主要是在