【正文】 積累，故通過 LICA107 連續(xù)定量的排出少部分萃取水至下水道。 表 7 T103 塔操作條件： 操作溫度 25℃～ 40℃ 操作壓力 4～ ㎏ / 2cm （ 405300～ 526890Pa） 液面控制 50％ 烴水重量比 ～ 來自 T103 底含 6～ 15％甲醇的萃取液，經(jīng)萃取水換熱器 E116 與來自甲醇回收塔T104 底的甲醇，塔釜夜 (℃ )熱交換，被加熱到 ℃之后，在甲醇塔進(jìn)料預(yù)熱器 E117 中由 TIC111 控制被 9 2kg cm 蒸汽加熱到 ℃后，進(jìn)入甲醇回收塔 T104 回收甲醇。 表 6 一醚塔操作條件： 進(jìn)料 塔頂 塔底 壓力 ㎏ / 2cm （ ） ㎏ / 2cm （ 1215900Pa） ㎏ / 2cm （ 1276695Pa） 溫度 ℃ ℃ ℃ 回流比 來自 V103 回流槽的物料，經(jīng)萃取塔進(jìn)料冷卻器 E109 冷卻到 25～ 40℃，然后進(jìn)入萃取塔 T103 下部，萃取水由塔上部引入，丁烯 1 餾分由塔頂流出，萃取液由塔底流出。 T101 塔的熱量，根據(jù)處理物料的不同分別用 30 2kg cm 蒸汽或 9 2kg cm 蒸汽通過一醚塔底再沸器 E106 加熱供給，通過 TRC106 控制 35 塊板溫度為 156℃，塔底獲得純度為 ％以上的產(chǎn)品 MTBE，塔底排出物料由 LICA 控制，保持液面穩(wěn)定的前提下，經(jīng)一醚塔底出料換熱器 E104 與進(jìn)料換熱后，其溫度由 ℃降至 60℃，然后經(jīng) MTBE 成品冷卻器 E108 冷卻至 40℃以下，進(jìn)入 MTBE 成品儲罐 V107A/B。 一段一器操作條件：壓力： ，入口溫度： 55℃，出口溫度 ℃，充分利用熱能和控制碳四轉(zhuǎn)化率 74％，一段一器反應(yīng)終了后，由一段一器循環(huán)泵P103A/B 抽出部分物料，循環(huán)到原料換熱器 E101，循環(huán)量由 FRC102 控制循環(huán)比為，其余部分進(jìn)入一段二器繼續(xù)反應(yīng)。碳四原料、甲醇經(jīng) X101 混合后進(jìn)入原料冷卻器 E123，以 — 12℃的冷凍鹽冷卻，出口溫度由TIC102 控制在 25177。 生產(chǎn)工序及工藝流程敘述 本車間分為反應(yīng)、精餾、回收三個(gè)工序。 （ 4） MTBE 與甲醛在陽離子樹脂上于 140℃反應(yīng)生成異戊二烯、甲醇。 （ 5）提高安全技術(shù)，加強(qiáng)安全管理。 具體措施： （ 1）控制可燃物質(zhì)，文明生產(chǎn)，消除跑、冒、滴、漏，防可燃物質(zhì)外流。13～ 15 2/mg、粒度： 10～ 60 目 副產(chǎn)品規(guī)格 表 2 副產(chǎn)品規(guī)格 序號 名稱 規(guī)格 單位 設(shè)計(jì)定額 1 丁烯 1 丁烯 1～ 41％、 4C? ～ ％ 異丁烯≤ ％、甲醇≤ ％ MTBE≤ ％ T 2 殘液餾 分 MTBE≥ ％ Kg 10 安全標(biāo)準(zhǔn) 【 3】 防火、防爆等級和衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)生產(chǎn)所用原料，中間產(chǎn)品和成品的性質(zhì)，對生產(chǎn)各部分的防火防爆標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定如下： 表 3 防爆等級和衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) 序號 地點(diǎn) 防火等級 防爆等級 避雷等級 1 裝置區(qū) 甲級 2Q? 級 二類 4 2 泵房 甲級 2Q? 級 二類 3 中間罐區(qū) 甲級 2Q? 級 二類 材料及成品的爆炸范圍及衛(wèi)生 安全濃度 表 4 材料及成品的爆炸范圍及衛(wèi)生安全濃度 序 號 名 稱 閃點(diǎn)℃ 自燃點(diǎn)℃ 爆炸極限％ 爆炸極限％ 空氣中允許4ic?濃度 mg/L 上 限 下 限 1 碳三組分 — 455～ 510 11 2 2 碳四組分 — 40～ —80 455 12 2 3 碳五組分 — 40 4 甲 醇 12 433 5 MTBE — 安全措施 本裝置安全特點(diǎn)： 原料碳四、甲醇、副產(chǎn)品丁烯 1 餾分以及成品 MTBE 等都是易燃易爆介質(zhì)。 設(shè)備布置 由于生產(chǎn)無賴哦易燃易爆，主要設(shè)備露天布置，考慮到吉林地區(qū)冬季溫度較低，而且時(shí)間較長的氣候狀況，泵集中 安裝在室內(nèi)，反應(yīng)器及塔并排安裝，冷凝器及換熱器安裝在二樓和三樓上控，調(diào)節(jié)儀表安裝在控制室。 廠址的選擇及設(shè)計(jì)地區(qū)的自然條件車間的組成及人員 廠址選擇 本廠建于吉林市鐵東，其原因是水電充足。此法工業(yè)應(yīng)用最早，技術(shù)上比 較成熟，采用一器一塔流程，能耗低， 2 經(jīng)濟(jì)合算。由此可見，建設(shè)項(xiàng)目具有十分重要的意義。 我國繼齊魯 5500 噸 /年 MTBE 裝置投產(chǎn)后，上海燕山、吉化、浙江、撫順等 MTBE工業(yè)裝置相繼投產(chǎn)。 1983 年我國第一套 500 萬噸 /年化工型MTBE 工業(yè)裝置建成后，增長的速度較快，已形成一 定規(guī)模的生產(chǎn)能力。 MTBE 生產(chǎn)歷史和生產(chǎn)前景 自 1970 年 Raycher 發(fā)現(xiàn)醇和烯烴醚化反應(yīng)后的數(shù)十年間，有關(guān)文摘指導(dǎo)極少，但卻有大量的專利指導(dǎo)了甲基叔丁基醚。含異丁烯 ％以下的直鏈丁烯用作丁烯氧化脫氨制丁二烯的原料。我們會(huì)堅(jiān)持不懈地努力改進(jìn) MTBE 的生產(chǎn)工藝，望各位評委見諒。 摘 要 本設(shè)計(jì)是年產(chǎn) 10 萬噸甲基叔丁基醚裝置生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)，主要以反應(yīng)工段為工藝設(shè)計(jì)對象，在借鑒了國內(nèi)外成熟的 MTBE 生產(chǎn)工藝和技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合了吉林市地區(qū)的自然及其地理?xiàng)l件，按任務(wù)要求生產(chǎn)量設(shè)計(jì)本工藝流程。此次設(shè)計(jì)采用的技術(shù)雖不是業(yè)內(nèi)最先進(jìn)的，但是就我們目前的實(shí)際狀況來講是最成熟的。裂解得到的聚合級異丁烯，供丁烯橡膠使用。在我國也有著廣泛的開發(fā)前景。 1979 年我國才開始研究 MTBE 合成工業(yè)。離子交換樹脂是磺化聚苯乙烯和二乙烯基苯共聚物。由于 MTBE 取代四乙基鉛可減少環(huán)境污染，且用途廣泛，促使世界各國對 MTBE 的需求量日益增加，因此世界各國在尋求更先進(jìn)的方法，投資建廠生產(chǎn) MTBE。硫酸具有腐蝕性，因此本設(shè)計(jì)是采用離子交換樹脂法。所用的甲醇原料來自吉化化肥廠生產(chǎn)的甲醇，為 MTBE 的 生產(chǎn)奠定了雄厚的基礎(chǔ)。 本車間為連續(xù)自動(dòng)化生產(chǎn)，共分四個(gè)班，四班三倒的作息制度，全年生產(chǎn) 7200小時(shí)。64～ ℃ 、蒸餾量≥ ％ 游離酸：≤ ％ 、 游離堿≤ ％ 水≤ ％、 酸值（ koH mg/g）≤ 蒸餾殘?jiān)?％ 以 HAC 計(jì) 以 3NH 計(jì) 3 堿液 NaoH 含量≥ 6％ 4 鹽酸溶液 HCL 含量≥ 12％ 5 觸媒 外觀：灰白球狀、孔容： ～ 交換當(dāng)量 :～ 當(dāng)量 /g 干樹脂 膨脹比： ～ 、強(qiáng)度： 99％ 比表面 。甲醇、 MTBE 有一定毒性，輔助材料和鹽酸等的水溶液則有一定的腐蝕性，且系統(tǒng)操作壓力也較高。 （ 4）防火勢和爆炸波的擴(kuò)展和蔓延，不形成新的燃燒 條件。 （ 3） MTBE 在酸性三氧化二鋁存在下，于 20℃和壓力條件下，生成異丁烯、甲醇，由此性質(zhì)可生成高純度異丁烯。 主反應(yīng)方程式 : 6 CH3 CH3 ? ? CH3 ? C ? 2CH +CH3 OH ? CH3 ? C ? O ? CH3 ? CH3 3 6 .4 2 /H KJ m ol? ? ? 副反應(yīng)方程式 : CH3 CH3 ? ? CH3 ? C ? 2CH + 2HO? CH3 ? C ? O ? CH3 （ TBA） ? CH3 3 4 .9 8 /H KJ m ol? ? ? 選擇工藝參數(shù)，必須綜合考慮動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)因素，采用外循環(huán)冷卻絕熱式固定床反應(yīng)器，采用水萃取法回收過量甲醇后，以蒸餾方式使甲醇 —— 水分離，甲醇循環(huán)使用。 碳四原料進(jìn)入 P101 泵簽經(jīng)在線色譜 AR101 分析原料中異丁烯含量， V102 中的甲醇經(jīng)甲醇原料泵 P102A/B 抽出，經(jīng) FI111 計(jì)量后與 P101 來的碳四混合。 脫除陽離子的新鮮物料由 R103 出來后，與第一醚化反應(yīng)器 R101A/B 一段循環(huán)物料混合一起進(jìn) 入原料換熱器 E101，在 E101 中由 TRC101 表調(diào)節(jié)蒸汽加熱或循環(huán)水冷卻，控制出口溫度為 55℃，然后進(jìn)入 R101A/B 的一段，原料中的異丁烯與甲醇在接觸媒床層進(jìn)行反應(yīng)。該物料經(jīng)醚踏底出料換熱器 E104 與一醚塔 T101 底部排出物料MTBE 進(jìn)行熱交換，使之加熱到 80℃，而后進(jìn)入一醚塔預(yù)熱器 E105，用 911925Pa蒸汽加熱，用 TRC105 控制溫度為 ℃，進(jìn)入第一脫醚塔第 46 塊板。 T101 塔頂?shù)膲毫νㄟ^壓力調(diào)節(jié)器 PRC103 進(jìn)行控制，一般情況下用冷凝器的冷 8 卻水量調(diào)節(jié)控制塔壓力，當(dāng)不凝氣增加而用冷卻水量無法控制塔頂壓力時(shí)，則開啟手動(dòng)遙控閥 HICA 101,將不凝氣體排放至火炬系統(tǒng)。萃取水來自萃取水槽 V105，由萃取水泵 P107A/B 送入 T103 上部，水量由 FIC107 控制，碳四烴經(jīng) T103 水洗后，控制甲醇含量≤ ％，自壓排入丁烯 1 餾分槽 V108， T103 底部的萃取液其中含甲醇 10％左右，去甲醇回收塔。 V106 槽的不凝氣通過帶有夾套冷卻的放空管排出大氣。由 MTBE 成品冷卻器 E108 來的 MTBE 成品進(jìn) 入 MTBE 成品貯罐槽 V107A/B 中，由 MTBE 成品泵 P110A/B 抽出，經(jīng) FRQ119 進(jìn)行流量記錄與累計(jì)后，間斷送油品車間， 845B 罐區(qū) C104 槽以備外運(yùn)，為保證 V107A/B 槽壓力為 ～ ㎏ / 2cm ，設(shè)有一套分程調(diào)節(jié)裝置 PICA107,當(dāng)槽內(nèi)壓力低于 ㎏ / 2cm G 時(shí)， A 閥開，補(bǔ)入氮?dú)?，?dāng)壓力高于 ㎏ / 2cm 時(shí)， B 閥開，向火炬系統(tǒng)泄壓。 E120 液面由 LIC111 控制，壓力由 PRC101 控制； E121液面由 LIC112 控制，壓力由 PRC108 控制； E122 液面由 LIC113 控制，壓力由 PRC109控制 .為了收集蒸汽冷凝液，裝置內(nèi)設(shè)有低壓水膨脹槽 V11230 ㎏ / 2cm 蒸汽凝水和 9 ㎏ / 2cm 蒸汽凝水收集與 V112 中，在 V112 中閃蒸罐 3 ㎏ / 2cm 飽和蒸汽，閃蒸罐的 3㎏ / 2cm 飽和蒸汽部分利用于用氣設(shè)備的熱源以及綜合樓氣源，部分經(jīng)減壓到 ㎏ / 2cm ，飽和蒸汽在用作熱源。生產(chǎn)過程中壓力排放事故排放氣體均收集于汽液分離槽 V114 中，經(jīng)緩沖后再排入火炬系統(tǒng)，捕集液由不合格品泵抽回裝置中。所以取循環(huán)物料的循環(huán)比為 x,則 x x 2 2 .1 3=8 5 .1 3 0 .8 8 5 .1 3 (1 0 .8 )?? ? ? 解得 x= h 同理可得循環(huán)物料中含 MTBE 的量為 h 含甲醇的量為 h 表 15 則反應(yīng)器一段循環(huán)物料的組成及流量： 組分 摩爾流量 kmol/h 摩爾分?jǐn)?shù) kmol/kmol 質(zhì)量流量 kg/h 質(zhì)量分?jǐn)?shù) kg/kg 丙烯 丙烷 異丁烷 正丁烯 正丁烷 反丁烯 順丁烯 正戊烷 丙二烯 1， 3丁二烯 異丁烯 甲醇 MTBE 16 TBA 二 .三異丁烯 ∑ 反應(yīng)器二段出口物 料的組成及流量 到二段時(shí)異丁烯反應(yīng)轉(zhuǎn)換率達(dá)到 86% 反應(yīng)的異丁烯的量 : 85 .1 3 km ol / h 0. 86 = 73 .2 1 km ol / h? MTBE 產(chǎn)量為 : 85 .1 3 km ol / h 0. 86 0. 99 = 72 .4 8k m ol / h?? 二 .三異丁烯的產(chǎn)量為 : 2 ( 7 3 . 2 1 k m o l / h 7 2 . 4 8 k m o l / h 0 . 4 5 k m o l / h ) = 0 . 1 1 km o l / h5 剩下的異丁烯流量為 : 85 .1 3 km ol / h ( 1 0. 86 ) = 11 .9 2 km ol / h? 甲醇流量為 : km ol / h ol / h = km ol / h? 表 16 反應(yīng)器二段出口物料的組成及流量 組分 摩爾流量 kmol/h 摩爾分 數(shù) kmol/kmol 質(zhì)量流量 kg/h 質(zhì)量分?jǐn)?shù) kg/kg 丙烯 丙烷 異丁烷 正丁烯 正丁烷 反丁烯 順丁烯 正戊烷 丙二烯 1， 3丁二烯 異丁烯 甲醇 MTBE TBA 二 .三異丁烯 ∑ 根據(jù)設(shè)計(jì)要求循環(huán)物料的循環(huán)比控制范圍為 — 。其計(jì)算方法如下：