【正文】 萃取水泵(P408A/B)抽出，經(jīng)流量調(diào)節(jié)閥FV41015后進(jìn)入萃取水冷卻器(E407)，冷卻至40℃，從甲醇萃取塔(C403)上部打入。催化蒸餾塔I(C401)底設(shè)有催化蒸餾塔重沸器(E405)，為催化蒸餾提供熱源。此處為控制塔頂及反應(yīng)器壓力，設(shè)計(jì)時(shí)考慮了二路調(diào)節(jié)閥，路冷凝液采用調(diào)節(jié)閥卡脖子控制，另路采用差壓調(diào)節(jié)閥進(jìn)入催化蒸餾塔回流罐(D403)，以保證塔頂壓力的平穩(wěn)。從甲醇離子過濾器(R404A/B)來的補(bǔ)充甲醇，進(jìn)入催化蒸餾塔II(C402)的反應(yīng)段。催化蒸餾塔I(C401)的塔底出料為純度≮98％(wt)的MTBE產(chǎn)品，該物流依靠塔的壓力壓出，進(jìn)入催化蒸餾塔進(jìn)料MTBE產(chǎn)品換熱器(E402)，與第三反應(yīng)器(R403)出料換熱后，再進(jìn)入MTBE產(chǎn)品冷卻器(E406)，冷卻至40℃然后經(jīng)過質(zhì)量流量計(jì)FIQ4060液位調(diào)節(jié)閥LV40707和聯(lián)鎖控制閥MV40608，送往裝置外MTBE產(chǎn)品罐區(qū)貯存。換劑時(shí)適當(dāng)降低負(fù)荷。反應(yīng)條件選擇適當(dāng)可使副反應(yīng)控制在有限范圍內(nèi)。每個(gè)反應(yīng)器中裝有離子交換樹脂，該樹脂既可用作凈化劑，又可用作反應(yīng)催化劑。另路直接進(jìn)入第三反應(yīng)器(R403)頂部，在第三反應(yīng)器(R403)中深度轉(zhuǎn)化。另路與第二外循環(huán)泵(P404A/B)出口的循環(huán)物料混合后，進(jìn)入第二外循環(huán)混合器(M404)。C4原料和甲醇在混合器中進(jìn)行充分混合后，經(jīng)反應(yīng)進(jìn)料加熱器(E401)，然后與第外循環(huán)泵(P403A/B)出口的反應(yīng)物料混合，進(jìn)入第外循環(huán)混合器(M403)，最后進(jìn)入第反應(yīng)器(R401)頂部進(jìn)行醚化反應(yīng)。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)。 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。 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)。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。萃取甲醇后的萃取液，是含有微量烴類的甲醇水溶液。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)。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)。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。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)。冷卻：物質(zhì)溫度降低，但不發(fā)生物態(tài)變化的過程。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。丁烯1產(chǎn)品是乙烯重要的共聚單體。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。MTBE采用催化蒸餾技術(shù)，丁烯1采用超精密蒸餾技術(shù)。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。冷凝：指物質(zhì)經(jīng)過放熱從氣態(tài)變成液態(tài)的過程。 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)。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。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。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。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。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。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。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》。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。另路作為補(bǔ)充甲醇分為兩股，并分別經(jīng)流量控制閥FV408FV40811，進(jìn)入催化蒸餾塔II(C402)。反應(yīng)物料從第反應(yīng)器(R401)底部流出后，經(jīng)過第外循環(huán)冷卻器(E411)冷卻到40℃，然后分為兩路，路經(jīng)聯(lián)鎖控制閥MV40401進(jìn)入第外循環(huán)泵(P403A/B)升壓，再經(jīng)過流量控制閥FV40427后返回第反應(yīng)器(R401)。反應(yīng)物料分為兩路，路進(jìn)入第二外循環(huán)冷卻器(E412)冷卻到40℃，然后經(jīng)聯(lián)鎖控制閥MV40402，進(jìn)入第二外循環(huán)泵(P404A/B)升壓，再經(jīng)過流量控制閥FV40426后返回第二反應(yīng)器(R402) ，稀釋進(jìn)料中的異丁烯的濃度，吸收反應(yīng)放出的熱量。第反應(yīng)器(R401)和第二反應(yīng)器(R402)是固定床外循環(huán)反應(yīng)器，第三反應(yīng)器(R403)是絕熱反應(yīng)器。在反應(yīng)條件下尚有少量副反應(yīng)：異丁烯水合生成叔丁醇(TBA)，異丁烯自聚生成二聚物(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)。換劑后第一反應(yīng)器作為第二反應(yīng)器串入流程，第二反應(yīng)器作為第一反應(yīng)器。經(jīng)過提餾，將MTBE與未反應(yīng)的C4和甲醇等物質(zhì)分離。催化蒸餾塔II(C402)分為兩個(gè)部分：塔下部為反應(yīng)段，反應(yīng)段裝有12段床層樹脂催化劑，每段床層間有兩塊塔板；塔上部精餾段采用規(guī)整填料。餾出物的絕大部分經(jīng)催化蒸餾塔頂冷凝器(E403)冷凝至48℃，冷凝液經(jīng)壓力控制閥PV40917，進(jìn)入催化蒸餾塔回流罐(D403)，小部分氣相可通過壓差調(diào)節(jié)閥PDV40918，進(jìn)入催化蒸餾塔回流罐，以控制塔頂壓力。在催化蒸餾塔II(C402)底部，MTBE含量較高，塔底液位通過液位計(jì)LT40809和催化蒸餾塔中間液體管線上的流量控制閥FV40812串級(jí)控制，催化蒸餾塔中間液體經(jīng)催化蒸餾塔中間泵(P406A/B)升壓后，送入催化蒸餾塔I(C401)頂部。 (3)甲醇萃取和甲醇回收部分反應(yīng)剩余C4與甲醇的共沸物，用催化蒸餾塔頂回流泵(P405A/B)從催化蒸餾塔回流罐(D403)中抽出，部分作為回流，另部分經(jīng)萃取塔進(jìn)料冷卻器(E404)冷卻，送入甲醇萃取塔(C403)下部。萃余液即基本不含甲醇的剩余C4從塔頂排至未反應(yīng)C4罐(D405)，經(jīng)聯(lián)鎖控制閥MV41310后用未反應(yīng)C4泵(P409A/B)升壓，然后經(jīng)過流量控制閥FV4131C4過濾器(F403)和C4聚結(jié)器(F404)，送至丁烯l單元脫異丁烷塔II(C502)。為控制塔頂壓力，設(shè)計(jì)時(shí)考慮了二路調(diào)節(jié)閥，路冷凝液采用調(diào)節(jié)閥卡脖子控制，另路采用差壓調(diào)節(jié)閥進(jìn)入甲醇回收塔回流罐(D404)。為控制甲醇回收塔操作穩(wěn)定，在塔中部設(shè)有靈敏點(diǎn)溫度控制TIC41166，蒸汽流量調(diào)節(jié)閥FV41116與TIC41166串級(jí)控制?？刂泼摦惗⊥樗蘒I(C502)，℃，脫異丁烷塔I(C501)，℃