MTBE操作规程.docx

1、MTBE操作规程xxxx石化集团有限公司企业标准DSH/J-HC2-2MTBE装置工艺规程发行版本：A受控编号：20080716发布 20080716实施 xxxx石化集团有限公司 发布批准令作业性文件针对我公司的实际情况进行编制，是我公司生产管理的基础，是管理体系运行的重要保障，经一段时间的运行，符合我公司的实际。此作业性文件是我公司的秘密，只限于本公司内部发行使用，不得外传。现批准发布，各单位必须严格遵照执行。 总工：二00八年七月十六日引言制定本标准的目的是为适应现代企业管理制度的需要，搞好安全稳定生产，规范工艺操作，提高产品质量，提高企业管理水平。主要内容与适用范围本标准阐明了MTBE

2、装置的工艺概况、工艺原理、生产机理、工艺流程、工艺指标、原材料标准、产品标准、化验分析标准、能耗定额以及典型设备的主要参数等内容。本标准适用于xx石化集团有限公司恒昌股份有限公司MTBE装置的生产管理。引用标准GB1.1标准化工作导则，标准编写的基本规定GB1.2标准化工作导则，标准出版印刷的规定GB3101有关量、单位及符号的一般适用原则1.装置简介1.1概述MTBE装置是由xx设计院设计，生产高辛烷值汽油组分甲基叔丁基醚(MTBE)的装置。本装置于2005年5月建设，同年7月首次投料试车成功,装置生产能力为3104t/年本装置以气分装置的碳四馏分和外购甲醇为原料生产MTBE，设计规模是在碳

3、四原料中异丁烯含量为17-20% （Wt%）基准条件下，正常负荷时MTBE产量3104t/年。本装置建于8.0104t/年气分装置西侧，由脱戊烷、反应-共沸蒸馏及甲醇回收系统三部分组成。反应共沸蒸馏系统采用膨胀床共沸蒸馏组合工艺。主要设备由脱戊烷塔、反应器、共沸蒸馏塔、甲醇萃取塔、甲醇回收塔。反应器内装有大孔强酸性树脂催化剂。1.2生产原理 1.2.1脱戊烷塔自气体分馏来的含有C5的原料混合碳四在脱戊烷塔里依据各组分的相对挥发度不同，经过精馏分离脱除C5馏分。1.2.2混相反应碳四馏分中的异丁烯和工业甲醇，以大孔强酸性阳离子交换树脂为催化剂，在温度3070，压力0.70.8MPa下合成甲基叔丁

4、基醚(MTBE)，其反应方程式如下：（CH3）2C=CH3+CH3-OH（CH3）3COCH3 （）该反应基本发生于液相中，反应为可逆放热反应。选择适当的反应压力，可使反应物料在反应器内部分汽化，从而达到降低反应温度的效果。（）除以上反应外，在反应条件下尚存在下列反应：原料中所含水分与异丁烯反应生成叔丁醇（TBA）；异丁烯自聚生成低聚物(DIB)；甲醇缩合生成二甲醚（DME）。反应条件选择适当及限制原料的含水量，副反应可以得到控制。叔丁醇及异丁烯低聚物也具有较高的辛烷值，可随同MTBE调入汽油。MTBE的主反应选择性很高（98-99%），副反应生成物有限。碳四馏分中异丁烯之外的其他组分，在反应

5、条件下基本为惰性物质。原料中的碱性物质和金属阳离子是反应催化剂的毒物，应限制这些毒物的总含量不超过2ppm。随着操作过程的延续，上述毒物将与树脂催化剂进行离子交换，会使部分催化剂失活。原料中的C3、C5含量高会对操作产生影响，C3含量高将造成反应压力升高，C5含量过高会降低产品纯度。1.2.3共沸蒸馏共沸蒸馏是将反应后的物料在共沸塔中进行蒸馏的技术。反应生成的MTBE 由塔底重沸器加热，与未反应C4和甲醇形成的低沸点共沸物在共沸塔内分离，未反应甲醇和剩余碳四可以形成低沸点的共沸物，从共沸蒸馏塔顶馏出，MTBE、TBA、DIB、DME等高沸点产品从塔底馏出。1.2.4甲醇回收共沸蒸馏塔顶出来的甲

6、醇和未反应碳四进入甲醇萃取塔下部，自下而上与上部下来的萃取水逆向接触，由于甲醇在水和碳四馏分中的溶解度差别很大，故可使碳四中的甲醇为水所萃取，萃余液中的甲醇应不大于50ppm。萃取甲醇后的萃取液，采用常规精馏的方法在甲醇回收塔内实现甲醇和水的分离，塔顶回收的甲醇可重新使用，塔底基本不含甲醇（0.1%的水则用做萃取甲醇的溶剂。1.3工艺流程说明和工艺指标1.3.1脱戊烷系统部分 自原料罐区来的物料进入脱戊烷塔(C-201)中部15层、19层、23层塔盘。经过精馏分离，从塔顶出来的C经冷却器(E-201)冷却后进入回流罐(V-201)，由回流泵(P-201/A.B)抽出一部分作为液相回流，一部分向

7、反应系统进料。塔底出来的重组分一部分经塔底重沸器(E-202)加热提供气相回流，一部分经戊烷冷却器(E-203)冷却后，由戊烷外送泵(P-202/A.B)抽出外送至罐区。重沸器由蒸汽作为加热介质。1.3.2反应部分从罐区来的甲醇进入甲醇罐(V-302)，经甲醇泵（P-302/A.B）送往混合器。原料C4从脱戊烷系统进入C4原料罐(V-301)，在此沉降分离可能携带的水分后，用C4原料泵(P-301/A.B)将混合C4送到混合器，两种原料进行充分混合，经反应进料预热器（E-301）预热，预热器由蒸汽加热。混合物料从底部进入膨胀床反应器（R-301）,在酸性阳离子交换树脂作用下异丁烯与甲醇生成MT

8、BE，从反应器顶部出来的物料去共沸蒸馏塔。1.3.3共沸蒸馏部分自反应器来的物料进入共沸塔中部32、36、40塔盘，在C-301的操作条件下，甲醇与未反应碳四形成共沸物，从塔顶馏出，经塔顶冷凝器（E-302）冷凝，冷凝液进入塔顶回流罐（V-303），用回流泵（P-303/A.B）抽出，一部分作为C-302的进料，一部分作为C-301回流。C-301底部馏出物为MTBE产品，依靠塔的压力自压去MTBE冷却器（E-304）冷却至40以下送至罐区。C-301底设有重沸器（E-303），重沸器以蒸汽为加热介质，经重沸器加热部分汽化后返回C-301底部提供气相回流。1.3.4甲醇回收部分自(P-303/

9、A.B)来的未反应甲醇与未反应C共沸混合物，经萃取塔进料冷却器(E-305)冷却至40后，送至甲醇萃取塔(C-302)下部。萃取水经萃取水泵(P-304/A.B)自C-303抽出，与C-302底来的甲醇水溶液经甲醇塔进料换热器（E-307/A.B）换热，再经萃取水冷却器(E-306)冷却至38左右,从C-302上部进入。在C-302中，甲醇与未反应C的混合物为分散相，萃取水为连续相，两液相连续逆向接触，使甲醇为水所萃取，萃余液即基本不含甲醇的未反应C4，从塔顶排至未反应C罐（V-305）,然后用未反应C泵（P-306/A.B）送出装置至罐区储存。塔底萃取液为甲醇水溶液。甲醇回收塔（C-303）

10、进料依靠C-302自压,流经甲醇塔进料换热器（E-307/A.B），被加热至80-89进入C-303中部。C-303顶部馏出物是含微量水和C4烃的甲醇混合物，经该塔顶冷凝器（E-308）冷凝，然后进入回流罐（V-304）;用甲醇塔回流泵（P-305/A.B）抽出，其中大部分作为回流送入C-303顶部，少部分甲醇送出装置至甲醇罐,然后循环使用。C-303底部排出的是含微量甲醇的水，经萃取水泵（P-304/A.B）抽出在E-307/A.B换热，再被E-306冷却后作为萃取水送入C-302上部循环使用。C-303底部设有重沸器(E-309)，该重沸器以蒸汽为加热介质；部分馏分从塔底进入重沸器，汽化后

11、返回C-303底部。14物料平衡及工艺指标：1.4.1物料平衡装置的物料平衡如下表所示原料C4中异丁烯含量17.3%(wt%)。 单位名称千克/时104吨/年收率 %进料混合C4馏分11290.589.03291.36甲醇1067.040.8548.63合计12357.629.886100.00出料MTBE产品2985.962.38924.41未反应C48659.966.92870.07碳五馏分661.730.5295.35损失49.970.040.40合计12357.629.886100.001.4.2工艺指标-1项 目名 称工艺指标项 目名 称工艺指标C201进料量t/hr10-15C30

12、1进料量t/hr11-16进料温度0C405进料温度0C67.25塔顶温度0C53.55塔顶温度0C57.33塔底温度0C97.15塔底温度0C129.15塔顶压力MPa(表压)0.630.1塔顶压力MPa(表)0.750.1塔底压力MPa(表)0.80.1回流罐压力MPa0.60.1回流罐压力Mpa(表)0.700.1回流温度0C405回流温度0C53.25回流比（质量比）1回流比（质量比）1回流罐液位%40-60回流罐液位%40-60塔底液位%40-60塔底液位%40-60塔底重沸器温度0C97.35塔底重沸器温度0C129.151.4.2工艺指标-2项目名 称工艺指标项目名 称工艺指标C

13、302进料量t/hr7-12C303进料量t/hr0.5-1进料温度0C405进料温度0C855塔顶温度0C405塔顶温度0C66.13塔底温度0C405塔底温度0C110.75塔顶压力MPa(表)0.60.1塔顶压力MPa(表)0.110.0塔底压力MPa(表)0.70.1塔底压力MPa(表)0.150.0进料压力MPa(表)0.90.1回流罐压力Mpa(表)0.10.02萃取水温度0C405回流温度0C405料水比（质量比）3/1回流比（质量比）15界液位%40-60回流罐液位%40-60塔底液位%40-60塔底重沸器温度0C110.751.5原料及产品性质1.5.1混合C4馏分序号组分名

14、称含量（wt%）流量kg/h1丙烯0.4550.802丙烷0.4955.323异丁烷22.272514.414异丁烯17.11930.685丁烯-113.61535.56正丁烷10.251157.287反丁烯-215.001693.588顺丁烯-210.651202.449异戊烷3.05344.3610正戊烷0.089.03111，3-丁二烯0.4449.6712碳五组分1.62182.9013金属离子5ppm14合计100.0011290.581.5.2甲醇序号项目单位规 格1外观无色透明液体无可见杂质2色度(铂-钴)号53密度(20)g/cm30.7910.7924沸程(760mmH2O)

15、64.065.55蒸馏量ml986温度范围(包括64.6+0.1)0.87高锰酸钾试验分508水溶性试验澄清9水分含量%0.1010游离酸(以HCOOH)含量PPm1511游离碱(以NH3)含量PPm212羰基化合物(以HCOH)含量PPm2013蒸发残渣PPm1014气味无特殊异臭气味15乙醇含量%0.0116甲醇纯度%99.31.5.3MTBE产品质量指标组分MTBEC5低聚物甲醇C4wt%971.40.60.50.51.5.4MTBE产品性质序号项目单位内 容1外观无色透明液体2分子式（CH3）3COCH33雷特法蒸汽压mmHg3964密度(20)g/cm30.73945相对密度空气=1

16、3.16沸程(760mmH2O)52.5-58.57熔点-1098闪点-109辛烷值MON10110辛烷值RON11711爆炸极限%1.6-15.112低热值KJ/Kg373001320水的溶解度Wt%0.814MTBE在水中的溶解度g/100g4.315含氧量%18.21.5.5未反应C4甲醇含量50PPm，MTBE含量100PPm。1.6催化剂:本装置所使用催化剂为大孔径强酸性树脂，其性能指标如下：序号项目单 位规 格1形态氢型2外观灰色球形颗粒3粒度0.41.0mm%954机械强度%955堆积密度Kg/m35576比表面积m2/g30507比孔容ml/g0.250.48平均孔半径10-4

17、/m1002509交换容量mmolH+/g4.54.710水含量wt%485211最高耐热温度1201.7生产控制分析序号取样位置分析内容频次控制指标1V-301入口组分全分析碳四中金属含量1次/班1次/周5ppm2V-302入口甲醇含量1次/批 99.3%3R-301进料异丁烯、甲醇含量2次/班醇烯比1.0（分子比） 4P-303出口C-301回流液分析2次/班5E-304出口MTBE产品分析2次/班97%（扣除碳五）6P-306出口未反应碳四2次/班MTBE100ppm甲醇50ppm7C-302底出料萃取液分析2次/班8P-305出口甲醇浓度2次/班98%9E-306出口萃取水分析2次/班

18、1000ppm10E-203出口碳五组分分析2次/班95%1.8装置能耗一览表序号项 目总 耗单 耗能耗指标MJ/t单位能耗MJ/t原料单位数量单位数量1循环水t/h560.45t/t49.644.19207.982除盐水t/h19.2t/t1.7096.37163.873电kwh/h98.01kwh/t8.6812.56109.034凝结水t/h-7.208t/t-0.64-309.82-197.785蒸气t/h7.208t/t0.643391.312164.966净化风M3/h180M3/t15.941.6726.62合计2474.68注：（1）总能耗为5190.47MJ/T碳四组分；（2

19、）MTBE产品计算单耗，总能耗为9357.5MJ/tMTBE，能耗较高的原因是：包括脱碳五塔；使用除盐水将凝结水降温。1.9塔类设备一览表序号设备名称工艺编号规 格结 构特 征备 注1脱戊烷塔C-20114003558716/14/1250层浮阀塔盘2共沸塔C-30114004808720/16/1260层浮阀塔盘3萃取塔C-3021400/12003759118/16填料塔（50内弯弧形扁环填料）4甲醇回收塔C-3031000/12003758718/20/16/1259层浮阀塔盘1.10反应器：序 号项 目单 位内 容备 注1名称膨胀床反应器2编号R-3013介质C4、甲醇、MTBE4段数

20、25顶部压力Mpa0.86入口温度407出口温度67.28出口转化率%909反应器直径毫米140010反应器切线高度毫米1300011设计压力Mpa1.112最高工作压力Mpa0.9213耐压试验压力Mpa1.5214设计温度9015容积m320.8116空速Kg进料/Kgcat h1.2717醇烯比（mol）1.018催化剂装填量吨15.6（年用量7.8吨）19规格型号mm140017190（3+12）20材质0Cr18Ni10Ti+20R1.11冷换设备一览表序号设备名称编号规格及结构特征介质(管/壳)1脱戊烷塔顶冷却器E-201BJS1200-2.5-395-6/25-4循环水/C42脱

21、戊烷塔底重沸器E-202BJS700-2.5-125-6/25-2蒸汽/戊烷3戊烷外送冷却器E-203AES400-2.5-15-3/25-2I循环水/戊烷4反应器进料预热器E-301BES500-2.5-30-3/25-2I甲醇、C4/蒸汽5共沸塔顶冷却器E-302BJS1200-2.5-395-6/25-4循环水/C46共沸塔底重沸器E-303BJS700-2.5-125-6/25-2蒸汽/MTBE7MTBE冷外送却器E-304BES600-2.5-85-6/25-4I循环水/MTBE8萃取塔进料冷却器E-305BES600-2.5-85-6/25-4I循环水/MTBE、水9萃取水冷却器E

22、-306BES600-2.5-45-3/25-2I循环水/萃取水10甲醇塔进料换热器E-307BES600-2.5-45-3/25-2I甲醇水/萃取水11甲醇塔顶冷却器E-308BJS700-2.5-125-6/25-4循环水/甲醇12甲醇塔底重沸器E-309BJS700-2.5-55-3/25-4蒸汽/甲醇1.12容器设备一览表序号设备名称工艺编号规格及结构特征容积设计压力1脱戊烷塔回流罐V-201180050001414.381.082凝结水罐V-202140050001019.850.983C4 原料罐V-301240060001426.60.734甲醇原料罐V-302220050001

23、022.10.285共沸塔顶回流罐V-303180050001414.380.986甲醇塔顶回流罐V-3041200400085.840.347未反应C4 罐V-30514005000108.490.838不凝气水洗罐V-306800150060.9140.339开停工回收罐V-307240050001426.60.831.13机泵一览表泵名称编号泵型号扬程m流量h密封电机功 率电机型 号脱戊烷回流泵P-201/A.B80AY10010835.041机械3.7YB2-200L2-2WC5组分出装泵P-202/A.BMY3241421.1机械7.5YF2-132S2-2WC4泵P-203/A.B

24、65AY100A9227.146机械18.5YB2-160L-2W甲醇泵P-301/A.BMY65-50526018.779机械30YB2-200M1-2W共沸塔回流泵P-302/A.BMY3282391.37机械11YB2-160M1-2W萃取水泵P-303/A.B80AY10010833.06机械37YB2-200L2-2W甲醇塔回流泵P-304/A.BMY40-3541273.76机械7.5YB2-132S2-2W未反应C4出装泵P-305/A.BMY40-3541252.43机械5.5YB2-132S1-2W凝结水泵P-306/A.BMY65-50526215.63机械30YB2-20

25、0L1-2W1.14安全阀一览表工艺编号安装地点泄放介质弹簧定压规格型号泄料温度SV-201脱戊烷塔顶C40.71A6R1653.5SV-202脱戊烷塔回流罐C40.68CA42Y-16C40SV-301C4 罐顶C40.63A4P1640SV-302反应器顶MTBE、未反应甲醇和C40.91A3L1665.1SV-303共沸塔顶未反应甲醇和C40.83A6R1656.1SV-304共沸塔顶回流罐未反应甲醇和C40.78CA42Y-16C53SV-305萃取塔顶未反应C40.68A41H-2540SV-306未反应C4 罐顶未反应C40.63CA42Y-16C40SV-307甲醇塔顶甲醇0.25A4P1640SV-308开停工回收罐MTBE、甲醇、C41.28A3L1640SV-309甲醇塔顶回流罐甲醇0.22A2J1