万吨年烯烃项目2万吨年mtbe丁烯装置工艺手册

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1、2万吨/年MTBE/丁烯-1装置山西焦化股份有限公司山西焦化60万吨/年烯烃项目2万吨/年MTBE/丁烯-1装置工艺手册2万吨/年MTBE/丁烯-1生产装置目录第一章工艺说明41.1工艺原理、工艺特点41.2操作变量分析5第二章正常操作程序72.1醚化单元72.2催化蒸馏单元72.3甲醇回收单元8第三章开车准备103.1R-4101A、R-4101B及SR-4101AB内部除锈和催化剂安装103.2T-4101塔的安装方法103.3T-4102、T-4103塔的安装113.4投料前催化剂的脱水113.5T-41

2、03甲醇回收塔操作12第四章装置的开工过程和开工方法134.1醚化系统开车134.2催化蒸馏系统开车134.3甲醇回收系统开车14第五章装置的停工过程和停工方法175.1计划停工次序175.2长期停工方法17第六章事故处理原则196.1反应器R-4101A/B的临时停工方法196.2催化蒸馏塔T-4101的临时停工方法1930302万吨/年MTBE/丁烯-1生产装置6.3甲醇萃取塔T-4102、甲醇回收塔T-4103的临时停工方法20第七章分析21第八章工艺危险因素分析及控制措施228.1职业危害因素及其影响2

3、28.2职业危害因素的防治及治理23第九章环境保护259.1建议采用的标准规范259.2污染物的排放及处理259.3噪声控制269.4环境监测机构及设施27第十章设备检查与维护2830302万吨/年MTBE/丁烯-1生产装置第一章工艺说明1.1工艺原理、工艺特点本工艺包采用预反应－催化蒸馏MTBE合成技术路线。1.1.1MTBE合成原理MTBE合成原理cat以碳四原料中的异丁烯和甲醇为原料合成MTBE的反应式为：（CH3）2－C=CH2＋CH3OH＝（CH3）3－C－O－CH3在合成MTBE的过程中，还同时发生

4、少量的下列副反应：cat（1）异丁烯二聚生成二异丁烯（DIB）2（CH3）2－C=CH2＝（CH3）3－C－CH2－C（CH3）=CH2cat（2）异丁烯与原料中所含水份反应生成叔丁醇（TBA）（CH3）2－C=CH2+H2O＝（CH3）3－C－OHcat（3）甲醇缩合生成二甲醚（DME）2CH3OH＝CH3－O－CH3＋H2Ocat（4）1－丁烯与甲醇生成少量的甲基仲丁基醚（MSBE）CH2=CH-CH2-CH3＋CH3OH＝CH3－CH2－C（CH3）－O－CH3工业使用的催化剂一般为磺酸型二乙烯苯交联的聚

5、苯乙烯结构的大孔强酸性阳离子交换树脂。使用这种催化剂时，原料必须净化以除去金属离子和碱性物质，否则金属离子会置换催化剂中的质子，碱性物质也会中和催化剂上的磺酸根，从而使催化剂失活。此类催化剂不耐高温，在正常工况下（反应温度<70℃），催化剂寿命可达两年或两年以上。上述反应生成的副产品的辛烷值都较高，当MTBE作为汽油的调和组分时，对产品质量没有不利影响，可留在MTBE中，不必将其分离出来。1.1.2产物分离原理30302万吨/年MTBE/丁烯-1生产装置反应物料是液相，反应后的物流中除产物MTBE之外，还有未反

6、应的甲醇及其它碳四组分。由于甲醇与碳四或MTBE都会形成共沸物，本技术采用先将甲醇与碳四的共沸物蒸出，从塔底得到MTBE产物，同时，为了提高异丁烯的转化率，本技术采用先进的催化反应精馏技术，在催化蒸馏塔的精馏段加设反应段，使在提馏段脱除MTBE后的混合物料中异丁烯和甲醇进一步反应，达到高转化率的目的。催化蒸馏塔塔顶得到的碳四和其甲醇的共沸物用水萃取的方法从中回收甲醇，最后再从甲醇水溶液中蒸出甲醇返回反应器。1.1.3合成MTBE的工艺原理流程1.反应器2.催化蒸馏塔3.甲醇萃取塔4.甲醇回收塔1.2操作变量分析

7、1.2.1反应压力催化醚化过程是液相反应，反应压力使反应物料在反应器内保持液相，工业中一般取0.8～1.5MPa即可。1.2.2反应温度合成MTBE的反应属中等程度的放热反应，反应热为37kJ·mol-1。反应可逆，不同温度下的平衡常数及平衡转化率见表1及图1，温度对转化率和选择性的影响见图2。表1不同T下MTBE合成的K反应温度，℃25405060708090平衡常数，KC73932620041683553830302万吨/年MTBE/丁烯-1生产装置由表及图可见，一般情况下，异丁烯的平衡转化率可达90%～9

8、5%，采用较低的温度有利于提高平衡转化率，同时在较低的温度下还可以抑制甲醇脱水生成二甲醚以及异丁烯叠合等副反应，提高反应的选择性，但是温度不能过低，否则反应速度太慢。综合考虑转化率和选择性两个方面，合成MTBE的反应温度一般选用50～80℃。温度/℃图1.温度、醇烯比与MTBE平衡转化率的关系〈异丁烯浓度（质量分数20%）〉温度/℃图2.MTBE合成反应温度与转化率和选择性的关系1.2