MTBE工艺规程.docx

MTBE工艺规程.docx

《MTBE工艺规程.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《MTBE工艺规程.docx（51页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

MTBE工艺规程

有机合成厂企业标准

JH104.10205.008.01—2005

1-丁烯车间

MTBE装置工艺规程

2005—03—15批准2005—03—31实施

中国石油吉林石化分公司有机合成厂发布

1产品说明1

1.1生产规模、设计运行时间1

1.2产品名称1

1.3分子式及结构式1

1.4分子量1

2性质与用途1

2.1主要物理及化学性质1

2.2主要用途3

2.3危险性质类别及处理措施3

3产品质量3

3.1主要质量指标3

3.2执行的标准及分析方法4

4生产工艺过程4

4.1生产工艺原理4

4.2主要化学反应方程式4

4.3生产工序5

4.4生产工艺简述5

4.5设备材质一览表7

4.6主要设备结构图及开停车要求7

4.7带控制点的工艺流程图附后8

5生产控制指标8

5.1主要工艺参数及指标8

5.2主要分析参数及指标12

6催化剂14

6.1名称14

6.2主要成分14

6.3主要技术指标14

6.4充填设备及次充填量14

6.5使用周期及注意事项15

7原材料及动力消耗15

7.1原材料名称15

7.2主要技术质量指标15

7.3单耗及综合能耗（包括设计期望值及设计）16

8计量与控制仪表16

8.1主要控制仪表16

8.2主要计量仪表18

8.3信号报警的部位及警界规定18

8.4联锁的部位、动作及警界规定18

9安全注意事项18

9.1生产火灾危险性等级及电气防爆等级19

9.2安全生产原则19

9.3紧急停车的规定19

9.4原材料、半成品及成品爆炸范围及事故处理原则19

9.5有毒有害物质的毒性、空间允许浓度及其防护办法20

9.6消防装置及设施21

9.7安全装置21

10三废排放及处理22

10.1排放物质名称22

10.2允许排放范围22

10.3排放物质的危害性22

10.4排放量及处理办法22

10.5三废处理设施23

11产品包装与贮运方式23

12生产工艺规程的修改和补充24

中国石油天然气股份有限公司吉林石化分公司有机合成厂企业标准

MTBE装置工艺规程

JH104.10205.008.01—2005

1产品说明

1.1生产规模、设计运行时间

生产规模：

年产甲基叔丁基醚（简称MTBE）5.0万吨。

设计运行时间：

年运行8000小时。

1.2产品名称

甲基叔丁基醚（简称MTBE）

1.3分子式及结构式

分子式：

C5H12O

|

结构式：

CH3—O─C—CH3

|

CH3

1.4分子量：

88.15

2性质与用途

2.1主要物理及化学性质

2.1.1物理性质

序号

名称

单位

数值

1

沸点

℃

55.2

2

冰点

℃

-108.6

3

闪点

℃

-26.7

4

自然点

℃

460

5

爆炸范围

空气中%（v/v）

1.6-8.4

6

液体比重

0.746

7

临界温度

℃

227.23

8

临界压力

MPaD

3.43

9

蒸发潜热

kJ/kg

321.56

中国石油吉林石化分公司有机合成厂2005—03—15批准2005—03—31实施

序号

名称

单位

数值

10

燃烧热（低热质）

kJ/kg

35.15

11

溶解度

20℃在100g水中溶醚

20℃在100g醚中溶水

g

g

4.89

1.5

12

液体热容

kJ/kg℃

2.14

13

辛烷值

研究法（RON）

马达法（MON）

117

101

14

绝对熵S0298

液相

气相

kJ/kmol·K

kJ/kmol·K

265.50

358.07

15

生成热

液相

气相

kJ/kmol

kJ/kmol

313.77

283.38

16

生成自由能

液相

气相

kJ/kmol

kJ/kmol

120.04

535.94

17

折光指数C20℃

1.3689

2.1.2化学性质

（1）MTBE与氧或空气接触时，能形成爆炸性过氧化物。

（2）MTBE与强无机酸（如硫酸等）相接触则发生分解反应，生成异丁烯、甲醇以及烃类等。

（3）MTBE在酸性AL2O3存在下，于200℃和一定压力条件下，分解生成异丁烯、甲醇，由此可制备高纯度异丁烯。

CH3CH3

|AL2O3|

CH3─C─O─CH3CH3─C=CH2+CH3OH+Q

|200℃△P

CH3

△H==64.73kJ/mol

（4）MTBE在230-280℃，在催化剂（负载于SiO2上V、Mo、W）存在下，与空气氧化可生成异戊二烯。

CH3

Cat

CH3──C─O—CH3+1/2O2────CH2=C—CH=CH2+2H2O+Q

230-280℃

CH3CH3

（5）MTBE与甲醛在阳离子树脂上于140℃下反应能生成异戊二烯和甲醇。

CH3

Cat

CH3─C—O─CH3+HCHO───CH2=C—CH=CH2+CH3OH+H2O

140℃

CH3CH3

2.1.3MTBE生理化学性质

（1）MTBE蒸汽吸入，以及MTBE对眼睛的刺激作用相当于无铅汽油的水平。

MTBE被皮肤吸收后的作用相当于乙醇的刺激程度。

（2）麻醉程度：

MTBE是一种较弱的麻醉剂，对人体麻醉程度稍高于无铅汽油。

（3）新陈代谢作用：

被吸入人体的MTBE在最初24小时内约有75%被呼出，相当于挥发性碳氢化合物的程度。

2.2主要用途

（1）MTBE是良好的无铅高辛烷值汽油添加剂。

（2）MTBE是油脂、胶质、油漆、芳烃以及粘合剂的良好溶剂。

（3）MTBE醚解可制得高纯度异丁烯，从而可以进一步制成异戊橡胶或聚异丁烯橡胶。

2.3危险性质类别及处理措施

2.3.1危险性质类别

第3.1类低闪点易燃液体

2.3.2健康危害及处理措施

侵入途径：

吸入、食入、经皮肤吸收。

健康危害：

急性中毒，对中枢神经系统弱麻醉作用。

轻度中毒症状有头晕、头痛、恶心、呕吐，步态不稳，神经功能失调。

高浓度吸入出现中毒性脑病。

极高浓度吸入引起意识突然丧失，反射性呼吸停止。

溅入眼内可致角膜溃疡、穿孔，甚至失明。

皮肤接触致急性接触性皮炎，甚至灼伤。

慢性中毒：

神经衰弱综合症，植物神经功能紊乱，周围神经病。

处理措施

皮肤接触：

立即脱去被污染的衣着，用大量流动清水冲洗、就医。

眼睛接触：

提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗、就医。

吸入：

迅速脱离现场至空气新鲜处，保持呼吸道畅通，如呼吸困难给氧气；如呼吸停止，立即进行人工呼吸、就医。

食入：

饮用牛奶或用植物油洗胃和灌肠，就医。

2.3.3危险特性与灭火方法

危险特性：

蒸汽与空气可形成爆炸性混合物。

遇明火、高热极易爆炸燃烧。

与氧化剂能发生强烈反应。

其蒸汽比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇明火会引起回燃。

灭火方法：

喷水冷却容器。

灭火剂：

泡沫、干粉、二氧化碳、用水灭火无效。

3产品质量

3.1主要质量指标

项目

合格品

一级品

纯度

≥98.0%m/m

≥98.5%m/m

甲醇

≤0.6%m/m

≤0.4%m/m

叔丁醇

≤0.7%m/m

≤0.5%m/m

3.2执行的标准及分析方法

3.2.1执行的标准：

中国石油天然气股份有限公司吉林化学工业股份有限公司企业标准：

Q/SYJHC104007-2002

3.2.2分析方法：

用聚乙二醇-400、邻苯二甲酸二壬酯为固定液，途在白色硅藻土担体上为固定相的色谱柱，热导检测器检测，面积归一法定量。

4生产工艺过程

4.1生产工艺原理

4.1.1醚化反应原理

MTBE是由碳四中的异丁烯和甲醇在强酸性苯乙烯系大孔阳离子交换树脂催化剂作用下发生合成反应。

反应是在液相中进行的可逆放热反应，从热力学观点降低温度有利于化学平衡。

因此选择工艺参数必须综合考虑动力学和热力学因素。

4.1.2催化蒸馏原理

催化蒸馏是指反应与分馏两个过程同时在一个设备中进行的，在反应进行的同时进行分馏，使生成物与反应物分离，破坏了反应的平衡，由于反应是在沸点下进行的，反应热被物料汽化所吸收，使反应在恒温下不断进行。

4.1.3产品分离原理

利用甲醇和碳四能形成低沸点共沸物的性质，采用共沸精馏的方法将MTBE与甲醇、碳四分离开来。

4.1.4甲醇回收原理

根据甲醇和碳四在水中的溶解度不同，用水做萃取剂，将甲醇从碳四中分离出来，再用普通精馏的方法，将甲醇与水分离。

4.2主要化学反应方程式

主反应：

CH3CH3

CH2=C+CH3OHCH3-C-O-CH3+Q

CH3CH3

△H=-36.43KJ/molMTBE

付反应：

CH3CH3

CH2=C+HOHCH3-C-OH+Q

CH3CH3

△H=-35.02KJ/molTBA

CH3CH3

nCH2=C-CH3[CH2-C-...]n+Q

CH3

n=2，△H=-65.6KJ/mol（C2H8）2

2CH3OH→（CH3）2O+H2O+Q

△H=-24.5KJ/mol（CH3）2O

4.3生产工序

4.3.1反应工序

范围：

从原料接收到PRC-102阀入口

任务：

将原料碳四和甲醇控制醇烯比一定情况下，送到醚化反应器，在催化剂作用下，发生醚化反应，生成MTBE，使碳四中异丁烯转化率达到90%以上，混合物料供给催化蒸馏塔。

4.3.2催化蒸馏工序

范围：

从PRC-102阀出口至P-105阀出口

任务：

将反应的物料利用共沸精馏将MTBE分离出来，作为产品送出，同时把未反应的异丁烯通过反应段在催化剂的作用下使塔顶异丁烯含量达到0.2%以下送往萃取工序。

4.3.3萃取工序

范围：

从P-105出口到LRC-106出口

任务：

将混合物料中碳四与甲醇分离，水做萃取剂，粗丁烯送往粗丁烯罐V-108，萃取液供给甲醇回收工序。

4.3.4甲醇回收工序

范围：

LRC-106出口到LRC-109出口

任务：

将萃取液通过精馏将甲醇与水分离，甲醇返回系统循环使用，水供给萃取工序循环使用。

4.4生产工艺简述

来自836#罐区的原料抽余碳四进入原料贮罐V-101。

来自805#罐区的工业甲醇进入甲醇原料罐V-102。

V-102中的甲醇经过甲醇泵P-102A/B与V-101中碳四经泵P-101A/B在线混合后一同进入原料冷却器E-121，其入口温度由TRC-102控制温度在10～30℃，而后进入反应保护器R-103A或R-103B，从R-103出来的物料经原料预热器E-117进入醚化反应器R-101A/B一段，R-101A/B一段出来的物料经过E-101冷却，由一段循环泵P-103A/B返回醚化反应器R-101A/B一段。

为了充分利用反应放出的热量和控制异丁烯转化率，R-101A/B二段出来的物料经一器二段出口冷却器E-102冷却，由一器二段循环泵P-104A/B一部分物料送回到二段入口，另一部分物料再经三段循环冷却器E-103冷却后，送回到三段入口，或不经E-103冷却直接回到三段入口。

由R-101A/B三断流出的物料，经过E-104加热后，进入催化蒸馏塔T-101B塔。

T-101B塔釜采出是产品MTBE,其产品质量则由塔釜温度TRC-106控制，塔釜产品经过E-104、E-120和E-108的冷却进入成品罐V-107A/B或直接送805#罐区；T-101B塔中未反应的物料以气相状态从塔顶排出，进入催化蒸馏塔T-101A底部。

在T-101A塔内未反应的异丁烯与甲醇在催化树脂作用下生成MTBE，其液项经内回流泵P-106A/B送到T-101B顶作塔内回流。

如果T-101A反应需要甲醇，则利用P-102A/B泵补充。

T101A塔塔顶气相物料则经塔顶冷凝器E-107和E-113进入回流罐V-103，其冷凝液经回流泵P-105A/B，一部分物料作为回流返到T-101A顶部，另一部分物料经过E-109冷却后进入萃取塔T-103。

来自T-101A的物料进入萃取塔T-103下部，与从塔上部来的萃取水在塔内进行逆向接触，萃取其中的甲醇。

粗丁烯馏份由塔顶馏出，靠压差流入粗丁烯馏份贮槽V-108，由粗丁烯馏份泵P-111A/B送往粗丁烯装置或805#罐区；醇水由塔底流出，先经由预热器E-120预热，再经过萃取水换热器E-116后，进入甲醇回收塔。

T-104塔顶气相经塔顶冷凝器E-119冷凝后，进入甲醇塔回流罐V-106，V-106中的冷凝液经回流泵P-109A/B，一部分由做回流，另一部分作为回收产品送往甲醇贮槽V-102循环使用，V-106槽中的不凝气体通过放空管排至大气。

T-104塔塔釜液通过塔釜泵P-108A/B或靠自压，经过萃取水换热器E-116中回收热量后，再经萃取水冷却器E-115冷却后进入萃取水槽V-105中，循环使用。

4.5设备材质一览表附后

4.6主要设备结构图及开停车要求

4.6.1主要设备结构图附后

4.6.2主要设备开停车要求

4.6.2.1屏蔽泵开停车要求

4.6.2.1.1运转前应彻底清除装置内的固体异物

4.6.2.1.2断流运转不得持续1分钟

4.6.2.1.3不得持续逆运转

4.6.2.1.4在发生气蚀的状态下，不要运转

4.6.2.1.5运转时发现异常声音或振动等，需迅速查清原因，采取对策

4.6.2.1.6TRG表指示红色区域时，不得运转，保护装置动作时，没有查出原因时，不得运转

4.6.2.2高速离心泵开停车要求

4.6.2.2.1联锁装置动作时，没有查出原因时，不得运转

4.6.2.2.2油箱液位不得高于60％，方能开车

4.4.6.2.3润滑油油压范围在0.10—0.35MPa之间，方能开车

4.6.2.2.4设备运转前，冷却水必须保持畅通，冷却水压力为0.15—0.35MPa，流量为20-40L/min，方能开车

4.6.2.3离心泵开停车要求

4.6.2.3.1经常检查轴承发热情况，轴承温度不得超过65℃

4.6.2.3.2应尽量不用吸入阀调节流量，避免产生汽蚀

4.6.2.3.3经常注意压盖的泄漏和发热情况

4.6.2.3.4经常检查泵的地脚螺栓及泵体温度与入口温度是否一致，出口压力表的波动和泵的振动情况

4.6.2.3.5注意泵转动有无杂音，经常观察泵的压力和电机电流是否正常和稳定，发现问题及时处理。

4.6.2.4屏蔽泵开停车要求

4.6.2.4.1检查TRG表指示情况，绿区可安全运转；黄区应加强监视；红区应立即停止运转

4.6.2.4..2检查屏蔽泵泵体温度情况，超过规定值时，应查清原因

4.6.2.4.3检查屏蔽泵泵体振动情况

4.6.2.4.4检查屏蔽泵循环管线阀门是否打开

4.6.2.4.5检查屏蔽泵连接处是否有无泄漏、有无松动现象

4.6.2.4.6按时检查压力、流量和各部温度是否正常，并作好记录

4.6.2.5.换热器开停车要求

4.6.2.5.1开车和停车过程中，应逐渐升温和降温，避免造成压差过大和热冲击

4.6.2.5.2冬季停车应放净换热器中的全部介质，防止冻坏设备

4.6.2.5.3系统中如无旁路，试车时宜增设临时旁路

4.6.2.6塔设备开停车要求

4.6.2.6.1系统中如无旁路，试车时宜增设临时旁路系统中如无旁路，试车时宜增设临时旁路

4.6.2.6.2操作人员严格按操作规程进行操作，严禁超温、超压

4.6.2.6.3定时、定点进行巡回检查，重点检查：

温度、压力、流量、液面等仪表指示和设备及附属管线密封清况

4.6.2.6.4发现异常情况，立即查明原因，及时上报，由有关专业和单位处理

4.6.2.6.5保持设备清洁，清扫周围环境，及时消除跑、冒、滴、漏

4.7带控制点的工艺流程图附后

5生产控制指标

5.1主要工艺参数及指标

5.1.1流量

序号

仪表位号

安装位置

调节范围（kg/h）

正常操作（kg/h）

1

FRC-101

R-103进料量

928-15000

10000.00

2

FRC-102

R-101一段循环量

12000-35134

31947.65

3

FRC-103

R-101二段循环量

0-35000

30000

4

FRC-104

T-101A回流量

2000-8557

7340

5

FRC-105

T-101A塔顶采出

2000-8557

6944

5

FRC-107

T-103塔进水量

1000-3546

1229

6

FRC-108

脱盐水补水量

0-355

322

7

FRQ-109

原料碳四量

5928-12000

10000

8

FRQ-110

原料甲醇量

1400-3184

2606

9

FRC-111

R-103甲醇进料量

1000-5000

2897

10

FRC-111A

R-105甲醇进料量

0-500

68

11

FR-112

T-101A/B中间量

0-18000

15000

12

FR-113

T-101B进料量

8192-15020

13654

13

FR-115

T-103塔底出料量

1600-4238

1530

14

FRC-116

T-104回流量

0.4－1.5m3/h

0.5m3/h

15

FR-117

T-104塔顶采出量

0—800

291

16

FRQ-118

粗丁烯量

3182-8000

5307

17

FRQ-119

成品MTBE量

3000-7888

7171

18

FRQ-121

0.9MPa蒸汽量

3000-8020

4288

19

FRQ-122

循环水量

174700-504000

257875

20

FRQ-123

脱盐水量

0-2060

1375

21

FRQ-124

新鲜水量

0-24200

22000

22

FRC-126

T-104塔釜蒸汽量

300-1598

500

23

FRQ-130

仪表空气量

158Nm3/h

40Nm3/h

5.1.2液位

序号

仪表位号

安装位置

调节范围（%）

正常操作值（%）

报警值（%）

1

LRCA-101

V-101液位

40-80

50

H：

90

L：

10

2

LRCA-102

T-101B底液位

40-60

50

H：

75

L：

25

3

LRCA-102A

T-101A底液位

40-80

50

H：

75

L：

25

4

LRCA-103

V-103液位

40-80

50

H：

80

L：

20

5

LRCA-106

T-103界面液位

10-50

20

H：

75

L：

25

6

LRCA-107

V-105液位

50-90

70

H：

85

L：

15

7

LRCA-108

T-104塔釜液位

40-60

50

H：

90

L：

10

8

LRCA-109

V-106液位

40-70

50

H：

75

L：

25

9

LRCA-110

V-108液位

40-60

50

H：

90

L：

10

10

LRC-114

V-112液位

20-60

40

HH:

95

H：

85

L：

25

LL:

5

11

LRCA-115

V-102液位

40-70

50

H：

80

L：

20

12

LRA-116

V-110液位

10-90

H：

90

L：

10

13

LRA-117A/B

V-107A/B液位

40-60

50

H：

90

L：

10

14

LRA-118

V-113液位

10-90

H：

90

L：

10

15

LRA-119A/B

V-109A/B液位

10-90

H：

90

L：

10

5.1.3温度

序号

仪表位号

安装位置（℃）

调节范围（℃）

正常操作值

1

TRC-101

R-101一段进料温度

30-55

40

2

TRC-102

R-103入口温度

≤30

25

3

TRC-103

R-101三段进料温度

30-55

35

4

TRC-104

R-101二段进料温度

30-55

40

5

TRC-106

T-101B35#板温度

60-140

70

6

TRC-111

T-104进料温度

60-95

90

7

TRC-112

T-104塔顶冷凝温度

40-65

60

8

TR-101A-1

T-101A塔顶温度

40-76

54

9

TR-101A-2

T-101A塔釜温度

40-76

56

10

TR-101A-3

T-101A反应段温度

40-76

11

TR-101A-4

T-101A反应段温度

40-76

12

TR-101A-5

T-101A反应段温度

40-76

13

TR-101A-6

T-101A反应段温度

40-76

14

TR-101A-7

T-101A反应段温度

40-76

15

TR-101A-8

T-101A反应段温度

40-76

16

TI-115

V-101温度

0-40

17

TI-116

V-102温度

-30-40

18

TR-116A1

R-103A床层温度

≤40

19

TR-116A2

R-103A床层温度

≤40

20

TR-116B1

R-103B床层温度

≤40

21

TR-116B2

R-103B床层温度

≤40

22

TRA-1171A

R-101A上段温度

≤75

23

TRA-1172A

R-101A上段温度

≤75

24

TRA-1181A

R-101A下段温度

≤75

25

TRA-1182A

R-101A下段温度

≤75

26

TRA-1191A

R-101B上段温度

≤75

27

TRA-1192A

R-101B上段温度

≤75

28

TRA-1201A

R-101B下段温度

≤75

29

TRA-1202A