【正文】 目 錄1 裝置簡(jiǎn)要說明 1 概況 1 術(shù)語、符號(hào)、代號(hào) 2 主要工藝技術(shù)特點(diǎn) 4 主要設(shè)計(jì)指標(biāo) 62 工藝過程簡(jiǎn)述及工藝原則流程圖 8 MTBE單元工藝描述 8 丁烯1單元工藝描述 123 主要工藝指標(biāo)(以現(xiàn)行工藝卡片為準(zhǔn)) 144 主要?jiǎng)恿χ笜?biāo) 15 公用工程設(shè)計(jì)消耗一覽表 15 公用工程介質(zhì)規(guī)格 155 產(chǎn)品、中間產(chǎn)品 18 MTBE產(chǎn)品性質(zhì) 18 丁烯1產(chǎn)品性質(zhì) 18 產(chǎn)品、中間產(chǎn)品設(shè)計(jì)組成及指標(biāo) 19 副產(chǎn)品 206 主要原料及化工原材料質(zhì)量指標(biāo) 21 主要原料 21 化工原材料 227 裝置開、停工方案 23 裝置開工方案 23 裝置停工方案 238 事故處理 50 事故處理的原則 50 緊急停工 50 事故處理 519 儀表控制方案及主要儀表性能 57 儀表控制方案 57 裝置聯(lián)鎖 59 控制閥一覽表 6010 主要設(shè)備一覽表及主要設(shè)計(jì)參數(shù) 63 塔器類 63 反應(yīng)器類 64 容器類 65 換熱設(shè)備類 67 泵類 70 其他設(shè)備類 71931 裝置簡(jiǎn)要說明 概況中國石化股份有限公司武漢分公司8/3萬噸/年MTBE/丁烯1裝置是80萬噸/年乙烯及其配套工程中的一部分，本裝置采用來自乙烯裂解裝置的裂解液化氣經(jīng)丁二烯抽提后作為原料，生產(chǎn)MTBE和丁烯1產(chǎn)品。甲基叔丁基醚(MTBE)產(chǎn)品由于其辛烷值很高，所以是生產(chǎn)無鉛、含氧和高辛烷值汽油的理想組分。丁烯1產(chǎn)品是乙烯重要的共聚單體。隨著乙烯產(chǎn)量的不斷增長(zhǎng)，對(duì)丁烯1的需求量也越來越大。MTBE/丁烯1裝置采用中國石化科技開發(fā)公司(ST)的專有技術(shù)。MTBE采用催化蒸餾技術(shù)，丁烯1采用超精密蒸餾技術(shù)。裝置預(yù)計(jì)2012年10月30日中交，2013年2月20日引C4試運(yùn)行，2013年4月10日引合格丁二烯抽余油投料。 規(guī)模本裝置的公稱設(shè)計(jì)能力為8萬噸/年MTBE，3萬噸/年丁烯1，操作彈性為設(shè)計(jì)能力的50%110%，年運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間按8000小時(shí)計(jì)。物料平衡情況見下表。物料平衡表項(xiàng)目名稱kg/h104t/a原料C4甲醇合計(jì)產(chǎn)品MTBE丁烯1剩余C4燃料氣及損失合計(jì) 裝置組成本裝置由MTBE單元和丁烯1單元兩部分組成。裝置的工藝界區(qū)由以下幾部分組成：原料配制和反應(yīng)部分，催化蒸餾和產(chǎn)品分離部分，甲醇萃取和甲醇回收部分，丁烯1分餾部分及界區(qū)內(nèi)與之相配套的公用工程部分。 裝置平面布置圖 術(shù)語、符號(hào)、代號(hào) 術(shù)語甲基叔丁基醚：(methyl tertiary butyl ether)，簡(jiǎn)稱MTBE，又稱2甲氧基2甲基丙烷(2methoxy2methylpropane)，結(jié)構(gòu)式CH3OC(CH3)3，分子式C5H12O。公用工程：一般指為生產(chǎn)裝置配套服務(wù)的水、電、蒸汽、空氣、氮?dú)狻⑷剂系认到y(tǒng)的統(tǒng)稱。冷凝：指物質(zhì)經(jīng)過放熱從氣態(tài)變成液態(tài)的過程。冷卻：物質(zhì)溫度降低，但不發(fā)生物態(tài)變化的過程。導(dǎo)淋閥：位于設(shè)備或管道的低點(diǎn)，用于排凝或排凈其中物料的閥門。放空閥：位于設(shè)備或管道的高點(diǎn)，用于排氣或放空其中氣體的閥門。 術(shù)語符號(hào)代號(hào)(1)工藝部分序號(hào)代號(hào)名稱1MTBE甲基叔丁基醚2ML甲醇3AV常壓放空4RV壓力放空5SV安全閥放空6NFL低壓火炬7LFL低壓尾氣8LD液體排放9OD含油污水10PD生產(chǎn)污水11SD生活污水12RD雨水排放13FW消防水14PW生產(chǎn)給水15DW生活給水16TW除鹽水17BFW鍋爐給水18CWR循環(huán)冷水回水19CWS循環(huán)冷水給水20LLS低低壓蒸汽21LS低壓蒸汽22MS中壓蒸汽23LC低壓蒸汽冷凝液24MC中壓蒸汽冷凝液25NG氮?dú)?6IA儀表風(fēng)27PA工廠風(fēng)28PPm百萬分之一(106)29PPb十億分之一(109)30RON辛烷值(研究法)31MON辛烷值(馬達(dá)法)(2)設(shè)備部分序號(hào)代號(hào)設(shè)備名稱1C塔2D容器3E換熱器4M混合器5P泵6PSV安全閥7R反應(yīng)器8S疏水器9SC取樣器10SR過濾器、聚結(jié)器(3)儀表部分序號(hào)字母第一位字母后繼字母被測(cè)變量或初始變量修飾詞功能1A分析報(bào)警2B噴嘴火焰(供選用)3C電導(dǎo)率控制(調(diào)節(jié))，關(guān)位置，DCS連鎖4D密度與比重差5E電壓(電動(dòng)勢(shì))檢測(cè)元件6F流量比(分?jǐn)?shù))7G(供選用)現(xiàn)場(chǎng)溫度計(jì)、壓力計(jì)、液位計(jì)、流量等8H手動(dòng)(人工觸發(fā))高報(bào)警，手動(dòng)9I電流指示10J功率11K時(shí)間或時(shí)間程序操作器12L液位低報(bào)警13M水份或溫度，電動(dòng)14N(供選用)(供選用)15O(供選用)孔板，開位置16P壓力或真空試驗(yàn)、標(biāo)定點(diǎn)(接頭)17Q(供選用)積分，累計(jì)18R放射性記錄或打印19S速度或頻率安全，電磁閥開關(guān)、按鈕，SIS聯(lián)鎖20T溫度變送器21U多變量多功能，計(jì)算22V振動(dòng)閥門、風(fēng)門、百葉窗23W重量或力套管24X開關(guān)閥軸(供選用)25Y(供選用)軸轉(zhuǎn)換器26Z(供選用)軸，位置驅(qū)動(dòng)、執(zhí)行或未分類的執(zhí)行器 主要工藝技術(shù)特點(diǎn) 醚化反應(yīng)部分C4餾分中的異丁烯和工業(yè)甲醇，以大孔強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂為催化劑，在溫度3575℃、(簡(jiǎn)稱MTBE)。反應(yīng)方程如下：CH3 CH3CH3 C＝CH2+CH3OH CH3 COCH3CH3上述反應(yīng)發(fā)生于液相中，反應(yīng)為可逆放熱反應(yīng)。除上述主反應(yīng)外，在反應(yīng)條件下尚存在下述副反應(yīng)：原料中所含水分與異丁烯反應(yīng)，生成叔丁醇(TBA)；異丁烯自聚生成低聚物(DIB)；甲醇縮合生成二甲醚(DME)，正丁烯與甲醇生成甲基仲丁基醚(MSBE)。反應(yīng)條件選擇適當(dāng)及限制原料中的含水量，可有效控制副反應(yīng)物的生成。叔丁醇、MSBE及異丁烯的低聚物也有較高的辛烷值，可隨同MTBE調(diào)入汽油。合成甲基叔丁基醚的主反應(yīng)選擇性很高，副反應(yīng)生成物有限。C4餾分中除異丁烯之外的組分在反應(yīng)條件下視為惰性物質(zhì)。醚化反應(yīng)是可逆放熱反應(yīng)，根據(jù)化學(xué)平衡原理，為使反應(yīng)向生成MTBE方向進(jìn)行，一是增加反應(yīng)物濃度，二是減少生成物濃度。在反應(yīng)精餾過程中，MTBE不斷地生成并被分離出來，生成的MTBE總是處于低濃度狀態(tài)，反應(yīng)總是朝著生成MTBE的方向進(jìn)行。 催化蒸餾部分催化蒸餾是將催化反應(yīng)與蒸餾過程在同—設(shè)備中同時(shí)進(jìn)行的工藝技術(shù)。在醚化反應(yīng)后，殘余的異丁烯在催化蒸餾塔的反應(yīng)段繼續(xù)反應(yīng)，生成的MTBE隨時(shí)不斷被分離，從而使合成MTBE的反應(yīng)持續(xù)向深度進(jìn)行。因此，催化蒸餾可以實(shí)現(xiàn)異丁烯的深度轉(zhuǎn)化。在催化蒸餾中合成MTBE的反應(yīng)熱，被用于使反應(yīng)物料汽化，因而可節(jié)省能量。此外在催化蒸餾塔中的反應(yīng)段所進(jìn)行的合成MTBE的反應(yīng)是在物料沸點(diǎn)溫度下進(jìn)行的，只要該塔的壓力控制穩(wěn)定，反應(yīng)溫度則基本恒定，不會(huì)造成催化劑的過熱。催化蒸餾的另一功能是蒸餾，即起產(chǎn)品分離的作用。甲醇和剩余C4所形成的低沸點(diǎn)共沸物從催化蒸餾塔頂餾出，MTBE產(chǎn)品則從塔底分出。所選用的催化蒸餾技術(shù)可使催化劑不用任何特殊的包裝，直接散裝入反應(yīng)段的催化劑床層中，從而使催化劑的裝卸操作大為簡(jiǎn)化，有利于反應(yīng)，節(jié)省投資。采用催化蒸餾技術(shù)具有工藝流程短、投資省、能耗低及催化劑使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。%以上，產(chǎn)品MTBE純度大于98%。 甲醇萃取與回收部分催化蒸餾塔頂餾出物中的甲醇采用萃取及蒸餾的方法加以分離回收。由于甲醇在C4餾分和水中溶解度差別很大，故可將C4和甲醇的共沸物先經(jīng)水洗，使其中所含甲醇為水所萃取。萃取甲醇后的萃取液，是含有微量烴類的甲醇水溶液。該水溶液借助蒸餾可實(shí)現(xiàn)甲醇和水的分離。塔頂?shù)玫降募状伎裳h(huán)使用，塔底基本不含甲醇的水則用作萃取甲醇的溶劑。甲醇水洗是根據(jù)液液萃取原理，萃取劑水作為連續(xù)相從塔頂加入，醚后C4(抽余C4經(jīng)醚化反應(yīng)去除異丁烯后剩余的組份)作為分散相由塔底部加入，使醚后C4和水在塔板上逆流接觸，利用甲醇與C4在水中溶解度的差異，使甲醇溶解于水中，而C4和甲醇水由于比重差異而沉降分離，從而將醚后C4中的甲醇除去。甲醇水進(jìn)入回收塔，利用甲醇和水沸點(diǎn)的差異，用普通精餾的方法，使甲醇和水分離，從而達(dá)到回收甲醇的目的。 丁烯1精餾部分丁烯1部分主要由脫異丁烷塔和丁烯1精餾塔兩個(gè)塔系組成。由于理論板數(shù)多，實(shí)際塔很高，因此每個(gè)塔系又分為兩座塔串聯(lián)操作，本部分主要通過超精密分餾方法得到滿足純度要求的丁烯1產(chǎn)品。即醚后C4在脫異丁烷塔和丁烯1精餾塔中經(jīng)多次的部分汽化、部分冷凝，脫除其中的碳三、異丁烷等輕組份，并共沸脫出微量水份；脫除丁烯1中的順2丁烯、反2丁烯、正丁烷等重組份，最后得到聚合級(jí)丁烯1。 主要設(shè)計(jì)指標(biāo) 裝置生產(chǎn)能力項(xiàng)目單位數(shù)值備注MTBE產(chǎn)量t/h性能考核時(shí)，抽余C4中的異丁烯含量%(wt)。丁烯1產(chǎn)量t/h性能考核時(shí)，抽余C4中的丁烯1含量%(wt)。操作彈性%50110裝置運(yùn)轉(zhuǎn)正常，產(chǎn)品質(zhì)量滿足指標(biāo)要求。 主要性能指標(biāo)序號(hào)項(xiàng)目單位設(shè)計(jì)值1MTBE產(chǎn)品純度(含MSBE，扣除C5后)%(wt)≥982丁烯1產(chǎn)品純度%(wt)≥993丁烯1產(chǎn)品中水含量mg/kg≤254丁烯1產(chǎn)品中丁二烯含量mg/kg≤1205丁烯1回收率%(wt)≥906異丁烯總轉(zhuǎn)化率%(wt)≥7綜合能耗MJ/h65570 裝置界區(qū)條件序號(hào)介質(zhì)介質(zhì)流向設(shè)計(jì)工藝條件流量(t/h)壓力(MPa)溫度(℃)最大最小正常1燃料氣裝置→罐區(qū)02高壓火炬氣裝置→罐區(qū)3凝液裝置→界區(qū)11354除鹽水界區(qū)→裝置1000405界區(qū)→裝置2006界區(qū)→裝置2957中壓氮界區(qū)→裝置600Nm3/h00408低壓氮?dú)饨鐓^(qū)→裝置1000Nm3/h00409工廠風(fēng)界區(qū)→裝置480Nm3/h004010儀表風(fēng)界區(qū)→裝置180Nm3/h0120Nm3/h4011開工甲醇自MTBE至原料罐區(qū)裝置→罐區(qū)12甲醇自原料罐區(qū)至MTBE罐區(qū)→裝置4013剩余C4自MTBE至產(chǎn)品罐區(qū)裝置→罐區(qū)4014MTBE自MTBE至產(chǎn)品罐區(qū)裝置→罐區(qū)4015丁烯1自MTBE至產(chǎn)品罐區(qū)裝置→罐區(qū)4016抽余C4自中間罐區(qū)至MTBE罐區(qū)→裝置17抽余C4自MTBE至中間罐區(qū)裝置→罐區(qū)18抽余C4自丁二烯至MTBE丁二烯→裝置4019生產(chǎn)給水界區(qū)→裝置10020生活給水界區(qū)→裝置10021循環(huán)水界區(qū)→裝置3322污水裝置→界區(qū)90045402 工藝過程簡(jiǎn)述及工藝原則流程圖本裝置由MTBE單元和丁烯1單元兩部分組成：本裝置工藝流程簡(jiǎn)圖見后面《MTBE/丁烯1裝置工藝原則流程圖》。 MTBE單元工藝描述MTBE單元分為：原料配制和反應(yīng)部分，催化蒸餾和產(chǎn)品分離部分，甲醇萃取和甲醇回收部分。(1)原料配制和反應(yīng)部分從丁二烯裝置或罐區(qū)來的抽余C4，經(jīng)流量控制閥FV40125至C4過濾器(F401)及C4聚結(jié)器(F402)后，進(jìn)入C4原料罐(D401)。C4原料經(jīng)過聯(lián)鎖控制閥MV40103至C4原料泵(P401A/B)，經(jīng)泵升壓后，通過在線氣相色譜AT40101分析C4原料中異丁烯含量，該信號(hào)與流量計(jì)FT40102測(cè)得的C4原料流量結(jié)合，對(duì)甲醇的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，以滿足醇烯比的要求。C4原料經(jīng)過流量計(jì)FT40102及流量控制閥FV40102，送至C4甲醇混合器(M401)及靜態(tài)混合器(M402)，與甲醇進(jìn)行充分混合。從罐區(qū)來的甲醇，經(jīng)流量計(jì)FE40204和液位控制閥LV40205，進(jìn)入甲醇原料罐(D402)。甲醇原料經(jīng)甲醇原料泵(P402A/B)升壓后，進(jìn)入甲醇離子過濾器(R404A/B)。過濾后的甲醇路經(jīng)過流