甲基叔丁基醚(MTBE)工艺

甲基叔丁基醚(MTBE) 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 甲基叔丁基醚(MTBE)工艺甲基叔丁基醚(MTBE)工艺万吨/年MTBE装置工艺 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 纲要：简述甲基叔丁基醚（MTBE）生产的工艺流程，对国内外MTBE生产工艺进行对照，论述了本装置相关于传统装置的优势。甲基叔丁基醚是汽油的一种无毒增添剂，也可作为二次加工化工产品的原料，关于公民经济发展拥有重要作用。甲基叔丁基醚（MTBE）装置是一个催化反响与精馏操作相联合的装置。整套装置涵盖筒式催化反响技术及催化精馏技术等先进理念，交融国内外先进技术。它包含筒反、催化精馏[1][2]、甲醇水洗回收三个单元。此中催化精馏技术较为先进，正在渐渐应用到化工生产中。整套装置拥有操作方便、投资小、节俭能源的特色。重点词：甲基叔丁基醚；甲醇；混淆碳四；催化精馏tons/yearMTBEplantprocessdesignAbstract：Descriptionmethyltert-butylether(MTBE)productionprocess,MTBEproductionprocessesathomeandabroadtocompare,describedthedeviceasopposedtotheadvantagesofconventionaldevices.Methyltert-butyletherisanon-toxicgasolineadditive,butalsocanbeusedassecondaryprocessingchemicalproducts,rawmaterialsplayanimportantrolefornationaleconomicdevelopment.Methyltert-butylether(MTBE)deviceisacatalyticreactionanddistillationoperationscombineddevice.Covertheentirecylindricalcatalyticreactiondevicetechnologyandadvancedconceptofcatalyticdistillationtechnology,integrationofadvancedtechnologyathomeandabroad.Itconsistsofanti-cylinder,catalyticdistillation,methanolwashingrecoveryofthreemodules.Onecatalyticdistillationtechnologyismoreadvanced,isgraduallyappliedtothechemicalintothebirths.Wholedevicehaseasyoperation,lowinvestment,energy-savingfeatures.KeyWord：Methyltert-butylether；Methanol；HybridCarbon4；Catalyticdistillation目录一、绪论························································4（一）概况····················································4（二）工艺简介················································4（三）国外生产工艺···········································4（四）国内生产工艺···········································5（五）生产原理及主要影响要素·······························6二、物料说明····················································7（一）甲醇····················································7（二）混合碳四················································8（三）甲基叔丁基醚···········································8（四）副产物··················································9三、工艺流程及说明·············································9（一）筒式反应单元工艺流程··································9（二）催化精馏单元工艺流程··································9（三）甲醇回收单元工艺流程································10四、工艺流程图及说明·········································10五、化学反应···················································12六、物料平衡计算··············································13七、三废治理···················································14八、安全生产特点··············································14九、总结························································15十、参照文献···················································16一、绪论：（一）概略本甲基叔丁基醚（MTBE）装置是万吨/年生产装置，对石油裂解气中混淆碳四深加工项目。整套装置包含筒式催化反响技术及催化精馏技术等先进理念。甲基叔丁基醚（MTBE）装置是一个催化反响与精馏操作相联合的装置。它包含筒式反5E94[3]、催化精馏、甲醇水洗回收三个单元，此中催化精馏技术较为先进，拥有操作方便、投资小、节俭能源的特色。MTBE装置自建成以来，又进行了多项改造，包含流程。设施、仪表改造。MTBE装置经过设施的改造及工艺流程的部分改正，基本实现计算机远程控制，此刻整个装置生产安稳，可控性优秀。本MTBE装置生产能力为1100t/m，碳四进料量为（以含异丁烯40%~50%抽余碳四为原料进料量为8t/h4t/h）。因碳四原料不足，生产负荷一般在60%左右。装置最大可按120%负荷生产。总之MTBE装置的工艺过程较合理，技术较先进，操作方便，产质量量稳固，经济效益较明显。（二）工艺简介MTBE装置以含80%异丁烯（40%~50%亦可作为原料）的抽余混淆碳四和甲醇为原料。甲醇和混淆碳四按必定醇烯比连续送进筒式反响器和催化精馏塔，在必定压力和温度条件下，混淆碳四中的异丁烯和甲醇在催化剂的作用下发生反响，生成MTBE。MTBE产品从催化精馏塔塔釜采出送出装置。反响后的节余碳四和过度的甲醇，从催化精馏塔塔顶蒸出，经冷凝后部分回流入塔，部分采出至甲醇萃取塔，以去除节余碳四中的甲醇。节余碳四从甲醇萃取塔底加入，洗剂水从顶部加入，甲醇含量合格的碳四组分从塔顶采出送出装置。从甲醇萃取塔塔底排出的含有甲醇的水溶液，靠压差进入甲醇回收塔，常压下精馏，塔顶馏出的甲醇（纯度≥98%）采至甲醇回流罐，作原料循环使用；塔釜采出（甲醇含量≤0.3%）部分送入甲醇萃取塔循环使用，部分排污出装置。（三）外国生产工艺1.意大利SNAM工艺1973年意大利开发了世界上第一套MTBE工业装置。初期开发的MTBE生产工艺大多是以许尔斯(HULS)工艺为代表的列管式固定床反响技术，反响温度50–60℃，产品MTBE的含量在98%以上。催化剂是聚苯乙烯-二乙烯苯离子互换树脂。反响器外多用冷却水移走反响热，产物用一个或多个分馏塔分别MTBE和甲醇以及节余的C4馏分。此工艺的弊端是难以除去反响区中的热门，所以在近来几年新建厂中已较少采纳。法国IFP工艺IFP工艺的主要特色是反响器采纳上流式膨胀床，与管式反响器对比，进料是自下而长进入反响器，此中催化剂处于蠕动状态，有益于传质及传热。它拥有构造简单、投资少、能耗低、催化剂装卸方便等长处。另外，采纳上流式操作，可防备催化剂堆集成块，减少压力降，催化剂使用寿命长，副反响少等长处。美国催化蒸馏工艺催化蒸馏工艺是由美国Chem.Research&Liecensing企业第一开发成功的，于1987年工业化。其核心是把反响与共沸蒸馏奇妙地联合起来，使醚化反响和产物分别在同一塔中同时进行，反响放出的热直接用来分馏，既减少了外面冷却设施又控制了反响温度，可最大限度地减少逆向反响和副产品的生成，防备了反响区热门超温现象，降低了能耗，节俭了投资。但该技术也有其不足的地方，主假如中部催化剂的填装比较困难，要严格用玻璃丝布外加不锈钢丝网将催化剂包起来置于反响段中，依赖包与包之间的缝隙，负气液两相能够对流经过催化床，减少因催化剂颗粒小造成阻力大的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 。但因为催化剂置于包中，反响物料一定扩散进入布包中才能与催化剂接触进行反响，反响后产物还要扩散出来，故对反响不利。4.美国UOP企业的联合工艺该工艺主假如以油田气或炼厂气中的丁烷为原料，异构化反响转变为异丁烷，从而脱氢生成异丁烯，异丁烯再与甲醇醚化反响生成MTBE。联合工艺使MTBE生产拥有更加宽泛的原料根源，且可减低成本，单程转变率高，设施投资低，靠谱性好。（四）国内生产工艺惯例工艺由反响、共沸蒸馏和甲醇回收三部分构成，使用固定床反响器，在强酸性阳离子互换树脂存在下液相合成MTBE。反应压力0.98-1.47MPa，温度40–80℃，醇烯比为1.0左右，利用外循环方式拿出部分反响热来控制反响温度。异丁烯转变率可达90%-95%，靠近均衡转变率。催化蒸馏法工艺由齐鲁石化企业开发出的一种新催化蒸馏工艺，它战胜了美国催化蒸馏工艺催化剂填装的缺点，采纳一种新式的散装筒式催化蒸馏塔，催化剂直接散装入催化床层中，相邻两床层间设起码一个分馏塔盘，且床层中留有气体通道，整个反响段近似若干个重叠搁置的小固定床反响器和若干个分设在各床层间的分馏段，反响与分馏交替进行，损坏其均衡构成，使反响不受均衡转变率高的限制。混相床反响蒸馏工艺该工艺是由齐鲁石化企业研究院、北京石油设计院和上海高桥石化企业炼油厂等单位在混相反响技术基础上开发的合成MTBE新技术，它交融了混相反响技术和催化蒸馏技术的长处。其特色是将混相反响与分别相联合，在反响塔内设一固定床反响段，控制反响压力使反响在沸点温度下进行，反响热使部分物料汽化而使反响温度衡定，形成汽-液混相状态。该技术分为炼油型和石油化工型两种种类：炼油型工艺反响塔的中部是混相反响段，上部和下部分别为精馏段和提馏段。催化剂装填简单、投资省、能耗和花费低，异丁烯转变率可达90%-98%。化工型工艺是将炼油型工艺反响塔上部的精馏段改为催化蒸馏反响段，即异丁烯和甲醇先在混相反响段内预反响，异丁烯转变率可达90%-95%，而后再在催化蒸馏反响段进行深度转变，使异丁烯转变率达到99.5%以上[14]。（五）生产原理及主要影响要素筒式反响单元抽余碳四与甲醇依据计算配比进行混淆（一般醇烯比为1.02）后，经过强酸性阳离子互换树脂[4][5]（S型树脂）催化剂床层，在必定温度和压力下，碳四中异丁烯与甲醇发生加成反响，生成MTBE。反响以下：反应为放热反应，△H=-37kJ/mol。反响选择性高，副反应可生成少许异丁烯低聚物、二甲醚以及少许的叔丁醇等。反响是在筒式反响器的二段床层进行的，经过预热和二段循环，控制在必定反响温度和压力下，异丁烯的转变率可达到95%以上。催化精馏单元异丁烯与甲醇反响生成MTBE的反响为可逆反响，反响方程式如下：依据拉乌尔定律，为使可逆反响均衡向正方向（生成MTBE）进行，其一是增添反响一侧的物料浓度，其二是减少生成物的浓度，其三增添反响压力。在催化精馏塔内装有催化剂填料包，所以在反响过程中生成MTBE的同时经过精馏不停地将生成的MTBE分别出来，使催化剂床层中的MTBE老是处在低浓度状态，从而使反响朝着生成MTBE的方向进行。因为甲醇和碳四形成共沸物[6][7]，所以，从催化精馏塔塔顶分别出来的未反响碳四馏分含有必定量的甲醇，能够经过水洗萃取分别出来，而后经过蒸馏将甲醇与水分别。催化精馏工艺因为设施少反响热量回收利用较完整，所以基础建设投资少，且能够节俭能源。甲醇回收利用甲醇与碳四在水中的溶解度不一样，可用水作萃取剂将甲醇从碳四中除掉。二、物料说明：（一）甲醇表1：甲醇 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 项目指标外观无色透明液体，无可见杂质色度（铂-钴）≤5密度（20℃）0.790~0.792g/cm3沸程64.0~65.5℃蒸馏量≥98mL温度范围（包含64.6±0.1）≤0.8℃高锰酸钾试验≥50min水溶性试验澄清水分含量≤0.10%游离酸含量（以HCOOH计）≤15×10-6游离碱含量（以NH3计）≤2×10-6羟基化合物（以HCOH计）≤20×10-6蒸发残渣≤10×10-6气味无特别异气味乙醇含量≤0.01%甲醇构造式：CH3-OH甲醇分子量：32甲醇物理性质：化学名称：甲醇，又名：甲基醇、木醇、木精。分子式：CH3OH，分子量：32.04，有近似乙醇气味的无色透明，易挥发性液体。密度（20℃）0.7913克/毫升。溶点为-97.8℃，沸点为64.65℃。折射率（n）1.3290，表面张力为22.6达因/厘米,粘度：0.5945厘泊。20℃蒸汽压：96.3mmHg,闪点（闭口）11.11℃，（张口）16℃。自燃点：455℃，焚烧热：5420卡/克，汽化热：263卡/克，比热：20℃时为0.599卡/克·℃。在空气中甲醇蒸汽的爆炸极限6.0～36.5%（体积）。（二）混淆碳四[9]表2：抽余碳四规格组分含量丙烷、丙烯≤0.772%正丁烷、异丁烷≤2.268%异丁烯≤39.71%1-丁烯≤36.074%2-丁烯≤20.856%1，3-丁烯≤0.004%（三）甲基叔丁基醚表3：MTBE产品项目指标优等品一等品合格品甲基叔丁基醚（%）≤98.7≥98≥95甲醇含量（%）≤0.18≤1.0---碳四含量（%）≤0.4≤0.5---二聚异丁烯含量（%）≤0.5------1.MTBE构造式：MTBE分子量：882.物理性质分子式CH3OC(CH3)3CAS号1634–04-4性质：无色、低粘度液体，拥有近似萜烯的臭味。沸点55.3℃。凝结点-108.6℃。相对密度0.7407(20/4℃)。折射率nD(20℃)1.3694。比热0.51。闪点（闭杯）-28℃。燃点460℃。爆炸极限（空气中）1.65%～8.4%（体积）。蒸气压（25℃）32.664KPa。临界压力3.43MPa。临界温度223.95℃。粘度（20℃）0.36mPa·s。微溶于水，但与许多有机溶剂互溶，与某些极性溶剂如水、甲醇、乙醇可形成共沸混淆物。主要用途甲基叔丁基醚是汽油的一种无毒增添剂，可使汽油的辛烷值提升，也可经二次加工作为生产丁基橡胶、叔丁醇、异丁烯等化工产品的原料。毒性：有轻度麻醉作用，微毒。老鼠入口LD50为3865mg/kg，皮肤吸收LD50＞10000mg/kg。对眼有刺激作用，溅入眼睛后应立刻用大批水冲刷15分钟以上，并就医诊治。操作中应戴防备目镜及橡皮手套。包装储运储存容器和密封资料与储存汽油的要求同样，对容器械质无特别要求，如铁、锌、铝都可应用，也可使用聚乙烯制的容器。因本品为可燃液体，装载容器应注明“易燃品”字样，按易燃品规定贮运。化学性质MTBE可发生疏解反响，生成甲醇和异丁烯。（四）副产物醚后节余碳四送至罐区，可作为液化燃料气。三、工艺流程及说明：（一）筒式反响单元工艺流程抽余碳四（经过P101进料）与甲醇（经过P102进料）混淆，混淆物猜中的甲醇与抽余碳四中的异丁烯的摩尔比（醇烯比）为1.02，混淆后的物料经静态混淆器（X101）充分混淆，经过预热器（E101）预热进筒式反响器(R101)顶部。经一段床层反响后的混淆物料，部分去一段循环冷却器(E102)冷却，控制其出口温度为50℃，而后经一段循环泵(P104)送筒式反响器顶部，依据一段物料出口温度控制其循环量，循环比一般为，转变率控制在45%～60%（依据物料详细状况决定）；经二段床层反响器的混淆物料，部分去二段循环冷却器(E103)冷却，控制其出口温度为50℃，而后经二段循环泵（P103）送筒式反响器进料口，循环比一般为1或许1.5，转变率控制在90%以上。反响器温度控制在30～70℃，压力控制在0.95～1.4Mpa，筒式反应器出口物料靠压差连续进催化精馏塔（T101）。（二）催化精馏单元工艺流程从二段排出含异丁烯[10]约4%的物料，经流量和调理阀调理流量控制压力，产品经催化精馏出入料换热器（E104）与精馏塔塔釜的MTBE产品换热，进催化精馏塔（T101）。物猜中沸点较高的MTBE流向塔釜，MTBE产品从塔釜排出。混合碳四及甲醇上涨，经催化精馏包催化精馏，气相物料从塔顶馏出，部分进塔顶回流，部分采出去甲醇回收单元。甲醇经过催化精馏塔甲醇进料泵（P108）输送，经调理阀控制流量分两部分进入催化精馏部分，与上涨的碳四中的异丁烯进行反响，生成MTBE，醇烯比依据生产状况调理。（三）甲醇回收单元工艺流程从催化精馏单元来的合格醚后碳四（含甲醇约4%左右，含异丁烯小于0.3%）进入萃取水洗塔（T102）的底部，与从塔上部来的软水在塔内逆向萃取清洗，料水比为1.5~2.0，水洗此中的甲醇。塔顶获得去烯碳四，送出装置去罐区储藏。水洗塔操作温度为40℃，压力为0.6MPa。塔釜含甲醇约8%左右的富醇水，经过压差经过调理阀控制流量经甲醇精制塔[11][13]出入料换热器（E107）升温后，从甲醇回收塔塔中(T103)进塔，塔釜由低压蒸汽直接加热（增补损失的水）精馏，分别甲醇和水，该塔在常压下操作，塔顶温度控制在64℃，塔釜温度控制在107℃，塔顶回收的合格甲醇（含量≥98%），一部分回流由回流泵（P107）打回流（回流比为10），一部分返甲醇原料罐循环使用。塔釜含甲醇不大于0.3%的水循环使用，剩余水排污出装置。四、工艺流程图及说明：图1：筒式反响单元P105P108P105P105图2：催化精馏单元图3：水洗萃取及甲醇回收单元表4：设施编号及名称标号名称R101筒式反响器X101静态混淆器P101甲醇进料泵P102混淆碳四进料泵P103二段反响循环泵P104一段反响循环泵P105催化精馏回流泵P106水洗萃取塔软水进料泵P107甲醇精制塔塔顶回流泵P108催化精馏塔甲醇进料泵T101催化精馏塔T102水洗萃取塔T103甲醇精制塔E101进料预热器E102一段反响冷却器E103二段反响冷却器E104催化精馏塔出入料换热器E105催化精馏塔塔顶冷却器E106催化精馏塔塔釜出料冷却器E107甲醇精制塔出入料换热器E108甲醇精制塔塔釜出料冷却器E109甲醇精制塔塔顶冷却器V101催化精馏回流罐V102甲醇精制塔回流罐五、化学反响：本装置波及化学反响，以下：甲基叔丁基醚合成反响二甲醚合成反响二聚异丁烯合成反响叔丁醇合成反响六、物料均衡计算：筒式反响器物料衡算异丁烯、甲醇合成甲基叔丁基醚的反响方程式：2.原料由混淆碳四（含异丁烯39.71%）和98%的甲醇构成,原猜中甲醇与异丁烯的摩尔比为1.02（醇烯比）。异丁烯在一段床层反响的转变率约为50%，在二段床层反响的转变率约为90%。3.以混合碳四进料量为4000Kg/h来进行反应器的物料衡算。由已知可知异丁烯的进料量为：4000×39.71%=1588.4Kg/h由醇烯摩尔比为1.02可知反响器中纯甲醇进料量为：（1588.4/56）×1.02×32=925.81Kg/h则甲醇进料量为：925.81/98%=944.70Kg/h一段异丁烯转变率以50%计算，反响转变异丁烯量：1558.4×50%=794.2Kg/h5.以两段床层总反响转变率90%计算，则总反响掉的异丁烯量为：1588.4×90%=1429.56Kg/h节余异丁烯含量：1588.4×（1-90%）=158.84Kg/h由反响方程式可求得生成MTBE的量和所用甲醇量：WS（MTBE）=(1429.56/56)×88=2246.45Kg/hWS（甲醇）=(1429.56/56)×32=816.89Kg/h节余甲醇量：944.70-816.89=127.81Kg/h反响器出猜中各组分所占流量：MTBE的流量为2246.45Kg/h；甲醇流量为127.81Kg/h烯流量为158.84Kg/h，其它为不参加反应物料。；异丁七、三废治理：装置放空气体去火炬总管办理。由甲醇回收塔排出的污水以及检修排污水，送往污水办理厂处理。八、安全生产特色：本装置使用的原料以及产品、副产品等均属于易燃、易爆且有毒物质，如碳四、甲醇、甲基叔丁基醚等拥有爆炸极限范围大，下限低，闪电、自燃点低等特色，极易造成火灾爆炸事故。本装置中液态碳四，如抽余碳四、醚后碳四等均属低沸点液体，人体接触能惹起严重的冻伤。生产中的气体和蒸发的液体的密度，如：抽余碳四、醚后碳四、甲醇、MTBE等，均比空气大，很简单齐集在地面。地沟以及设施四周，不易扩散，增添焚烧、爆炸的危险性。绝大多数原料及产品在设施、管道内流动时，易产生静电。九、总结：甲基叔丁基醚是汽油的一种无毒增添剂，可使汽油的辛烷值提升，也可经二次加工作为生产丁基橡胶、叔丁醇、异丁烯等化工产品的原料，关于公民经济发展拥有重要作用。甲基叔丁基醚（MTBE）装置是一个催化反响与精馏操作相联合的装置。整套装置涵盖筒式催化反响技术及催化精馏技术等先进理念，交融国内外先进技术。它包含筒式反响、催化精馏、甲醇水洗回收三个单元，和传统工艺对比较，我们采纳归整填料塔取代塔板塔，降低成本，提升了生产效益，加入催化精馏塔节更是提升了产品产量。水洗萃取塔塔内加入归整填料使物料能够充分混淆，提升水洗成效。催化精馏技术较为先进，正在渐渐应用到化工生产中。精馏塔采纳归整填料，精馏成效好。还有就是在设计中对原料的利用是很充分的，所以使得整套装置拥有操作方便、投资小、节俭能源的特色。十、参照文件：常宏宏,魏文珑,延秀银.催化精馏技术及其应用进展.现代化工,2008年S1期:薛艳,徐晶,许春建,周明,盛兆顺,商剑峰.浆料催化精馏新工艺制异丁烯.化学工业与化工,2003.05:浙江省造纸研究所.多级导流筒式三相流化床反响器研究.江苏工业学院学报,1992年Z1期:孙富安,郭一,张益峰,何明阳,陈群.氯代苯乙烯-二乙烯基苯强酸性阳离子互换树脂的合成与应用.工程技术,2007:黄文强,何炳林.离子互换与吸附树脂[M].上海:上海科技教育第一版社,1992.191-220.冯天扬,张缨,崔现宝,杨志才.非均相间歇共沸精馏研究进展.化工时代,2005年1期:张之行,夏兴林.共沸脱水法干燥灭多威肟新技术研究.化学工程,2003.55-56天津大学物理化学教研室.物理化学[M].北京,高等教育第一版社,1993.林世雄编.石油炼制（第三版）[M].北京：石油工业第一版社，2000:赖光愚编．炼厂气体加工[M]．北京中国石化第一版社，2005:陆恩锡，潘琪，潘爱民．催化裂化妆置汲取稳固系统随和体分馏装置的联合优化[J]．炼油技术与工程,2006：刘道德编．化工设施的选择与设计（第三版）[M].中南大学出版社:中国石油化工总企业．石油化工产品大全[M]．北京：中国石化第一版社，1992:225～230：周继东，刘敏.MTBE合成与裂解联合工艺技术应用的研究[A].中国化工学会2003年石油化工学术年会论文集[C]，2003： 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 总结（1）万吨/年MTBE装置工艺设计纲要：简述甲基叔丁基醚（MTBE）生产的工艺流程，对国内外MTBE生产工艺进行对照，论述了本装置相关于传统装置的优势（2）甲基叔丁基醚是汽油的一种无毒增添剂，也可作为二次加工化工产品的原料，关于公民经济发展拥有重要作用（3）整套装置涵盖筒式催化反响技术及催化精馏技术等先进理念，交融国内外先进技术（4）它包含筒反、催化精馏[1][2]、甲醇水洗回收三个单元（5）混淆碳四