MTBE装置生产原理及工艺流程PPT课件.ppt
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1、MTBE装置简介装置简介化工一厂甲丁车间1 1-一、MTBE基本情况介绍2 2-MTBE基本情况基本情况 MTBE是甲基叔丁基醚的商品名,是异丁烯和甲醇在强酸性催化剂作用下反应的产物,它的主要用途是替代四乙基铅作为提高汽油辛烷值的添加剂,纯MTBE的辛烷值为109。此外MTBE热裂解可以生产高纯度异丁烯,高纯度异丁烯是生产丁基橡胶的原料,它也是其它需要引入叔丁基反应的单体。3-MTBE装置的作用装置的作用 MTBE装置生产两种产品,一种是MTBE,另一种是粗丁烯。MTBE合成反应的直接结果是获得MTBE,间接结果是将正丁烯和异丁烯分离开来,由于正丁烯和异丁烯的相对挥发度接近1,因此用常规的精馏
2、方法难于分离,因此采用合成MTBE的化学方法进行分离,是目前普遍采用的分离方法。4-MTBE合成技术合成技术 第一套MTBE装置于1973年在意大利建成,我国自行开发的第一套装置于1983年在齐鲁橡胶厂建成,大庆MTBE装置采用的是齐鲁研究院开发的固定床二段深度转化工艺,装置主要由三台反应器和六台塔组成,由反应、MTBE分离、甲醇回收和粗丁烯提浓等几部分组成。5-MTBE装置简介装置简介 甲基叔丁基醚(MTBE)装置以抽余C4和甲醇为原料,原设计第二生产方案年处理抽余C4 32500吨,生产MTBE 19864吨,粗丁烯9616吨,副产剩余C4 10224吨。MTBE装置由齐鲁石化公司设计院提
3、供基础设计,大庆石化总厂设计院完成初步设计和施工图设计。6-1988年5月投产,投资37495162元,装置占地面积15600m2。2001年10月装置进行了扩能改造,年处理抽余C4处理能力提高到52000吨,生产MTBE 29963吨,粗丁烯29384吨。同时装置由原来的DDZ型仪表控制改为DCS控制。2001年10月配合塑料厂丁烯精制项目改造,MTBE装置又增设了F103和H218两台设备。7-二、工艺流程简述8 8-来自丁二烯抽提装置的混合C4原料进入原料罐R301/1.2,来自储运公司的CH3OH原料进入甲醇原料罐R101。分别经B101、B102提高压力后混合,混合物料经混合器混匀后
4、进入一反离子过滤器L101,除去物料中的金属阳离子等有害杂质。过滤后的物料首先进入H101/1.2与来自初馏塔塔底的产品MTBE换热。温度升至45左右进入一反进料预热器H102。9-用0.3MPa蒸汽或SC0将物料预热到55以后进入第一反应器F101,混合C4中的异丁烯和甲醇在大孔径强酸性阳离子交换树脂作用下,进行醚化反应生产MTBE。从第一反应器底部出来的反应物料进入初馏塔进料换热器H104/1.2与初馏塔釜液换热后进入初馏塔T101。初馏塔底含MTBE的釜液经H104/1.2、H101/1.2冷却到40左右进入MTBE中间罐R205,然后经泵B209送至成品罐区。10-初馏塔顶产物经H10
5、5冷凝、冷却至58进入回流罐R105,罐内物料用B105升压后一部分送回T101塔顶作为回流,另一部分凝液与甲醇混合经过冷却器H107后进入二反离子过滤器L102,滤出金属阳离子等有害杂质后进入二反F102。从二反底部出来的物料进入三反F103,三反底部出来的物料进入脱C4塔T201,或经H218冷却后进入甲醇萃取塔T202。脱C4塔T201底产品MTBE与初馏塔底的MTBE在H101/1.2内混合后进入中间罐R205。11-脱C4塔顶气相经冷凝器H201冷凝、冷却到50进入回流罐,罐内物料用B201升压后一部分送回T201塔顶作为回流,另一部分凝液进入甲醇萃取塔或进入脱异丁烷塔T204。含甲
6、醇的混合C4由底部进入甲醇萃取塔T202,T203塔釜液作为萃取剂由塔上部进入,在14m高的鲍尔环填料上,混合C4与萃取水逆流接触。12-顶部的萃余C4被萃取剂冷却至40以下进入R207。底部含CH3OH 310%的水溶液进入甲醇回收塔T203。塔顶气相经H206冷凝、冷却到40进入回流罐R202,不凝部分由罐顶放入大气,罐内物料用B203升压后一部分送回T203塔顶作为回流,一部分返回原料罐R101作原料循环使用。13-R207中的C4经B204泵输送至H208或T201(前水洗流程进T201,后水洗流程进H208),预热后进入脱异丁烷塔T204,塔顶气相被冷凝到45后进入R203罐,一部分
7、气相(主要是C3和异丁烷)被排入火炬,全部凝液用B206送回T204塔顶作为回流(原料中异丁烷含量高时需要采出液相)。被脱除C3和部分异丁烷的C4落入塔底,由B205输送到粗丁烯-1塔T205。14-粗丁烯-1塔T205塔顶气相经H212冷凝到65后进入回流罐R204,物料用B208升压后一部分送回T205塔顶作为回流,另一部分经冷却器H215冷却至40进入R302。塔底物料经冷却器H214冷却后直接或用B207泵输送去原料一罐区。15-三、工艺流程1616-MTBE装置物料流程图17-四、关键控制点及控制方法18-MTBE装置工艺过程包含反应、精馏和萃取,采用的都是常规设备,没有大机组也没有
8、连锁,操作条件比较缓和,没有高温高压部位,整个控制比较简单,相对而言,装置的控制关键点在反应部分,特别是一段反应器,反应器的调整重点和难点是温度的调整,其次是萃取部分的调整。19-20-反应投料醇烯比是重要的参数,它直接影响到MTBE产品质量和T101的能源消耗。醇烯比过大MTBE中甲醇含量升高,T101的能源消耗增加。投料醇烯比一般控制在0.981.02之间,现在我们实际操作采用的是大醇烯比操作,一般都控制在1以上,醇烯比是否合适的判定主要是A3的分析结果,一反醇烯比的调整一反醇烯比的调整21-但是一个重要的判断依据是T101的操作状况,一般来讲,当醇烯比过小时产品中聚合物和叔丁醇含量增加,
9、T101他釜温度升高,醇烯比过大时T101中部温度首先升高,继而顶部温度升高,为了控制顶部温度降低蒸汽时顶部温度微降,中部温度基本不降而另民办温度迅速降低。22-醇烯比的计算基础是质量守恒定律和化学方程式,MTBE合成反应方程式如下:方程式表明,甲醇、异丁烯和MTBE的当量比是1:1:1,即质量比是4:7:11,对于一定投料量和一定组成的BBR投料来说,所需甲醇量是23-计算结果乘以醇烯比即为所需甲醇量,目前计算所用的0.583是醇烯比为1.02时的情况,该值来自于 当见到A3分析需要进行调整时可以按照如下方法计算,24-第一反应器的反应温度调整比较困难,通过工况的调整可以使反应段集中在很短的
10、一段内也可以使其在一段催化剂床层中进行,所以反应温度的控制从两个方面入手,即调整取热强度和取热面积。对反应温度影响比较大的参数有进料温度、反应压力、脱盐水流量、脱盐水温度。一反温度的调整25-进料温度的调整进料温度的调整 进料温度产生两方面的影响,一是影响进入反应器的热量,二是影响起始反应速度。进料温度升高会使得进入反应器的热量增加,提高反应器取热负荷,进料温度降低降低反应器取热负荷。在催化剂投用初期上层催化剂活性较高,为了降低反应强度进料温度控制的要低一些,催化剂使用的中后期上层催化剂活性降低,为了提高顶层催化剂的反应量要适当提高进料温度,维持顶部温度。26-反应压力的调整反应压力的调整 反
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