【正文】 ........... 27 8 主要儀表性能 .............................................................................................................................................................. 35 12 萬噸／年 MTBE 裝置工藝技術規(guī)程 第 2 頁 共 2 頁 工藝過程控制方案 ................................................................................................................................................. 35 主要控制方案 .......................................................................................................................................................... 36 主要儀表性能 .......................................................................................................................................................... 38 9 安全環(huán)保健康技術規(guī)定 ............................................................................................................................................... 43 HSE 的相關概念 ...................................................................................................................................................... 43 進裝置安全要求 ..................................................................................................................................................... 43 設備安全技術規(guī)定 ................................................................................................................................................. 44 防火及有害氣體防護 ............................................................................................................................................. 44 冬季防凍防凝細則 ................................................................................................................................................. 48 環(huán)保、健康技術規(guī)定 ............................................................................................................................................. 48 裝置開、停工安全規(guī)定 ......................................................................................................................................... 49 氣體防護器材使用管理規(guī)定 ................................................................................................................................ 50 勞動保護規(guī)定 .......................................................................................................................................................... 52 12 萬噸／年 MTBE 裝置工藝技術規(guī)程 第 1 頁 共 52 頁 1 裝置概況 裝置簡介 中國石化 XX 化工有限責任公司 12 萬噸 /年 MTBE 裝置 是 XX 化工有限責任公司 新建 15 套工藝裝置中的一套 ， 根據(jù)總流程的安排， 該裝置 的建設性質主要是 為 了 生產(chǎn) 高辛烷值 汽油 調和組分 以滿足 全廠生產(chǎn)歐 III 標準汽油 的需要 。 該 裝置與 1000萬噸 /年常減壓裝置、 290萬噸 /年催化裂化裝置、雙脫裝置、 60萬噸 /年 氣體分餾 裝置布置在同一裝置區(qū)內。 化學 反應方程 式 如下： CH3 CH3 CH2=CCH3 + CH3 OH → CH 3 COCH3 + (⊿ H) CH3 異丁烯 甲醇 甲基叔丁基醚 （ MTBE） 上述反應發(fā)生于液相中，反應為可逆放熱反應。 所以，醇烯比的選擇要綜合考慮。 反應速度和反應轉化率是兩個概念，對工業(yè)反應反應器來說，較好反應條件是： 新裝催化劑 反應溫度 60～ 65℃ 中期催化 劑 反應溫度 65～ 70℃ 后期催化劑 反應溫度 70～ 75℃ 末期催化劑 反應溫度 75～ 80℃ MTBE裝置 所用的催化劑是強酸性陽離子交換樹脂，它的活性和樹脂交換容量成比例。 這里所說的與操作條件有關，主要是指在生產(chǎn)時催 化劑是否超過 80℃ 、醇 /烯比 是否 失調等 因素 。 混相反應機理 MTBE 混相床反應器有固定床混相反應器和膨脹床混相反應器之分 ， 該 裝置所采用的 是 固定床 混相反應器 。這對下游設備 — 催化蒸餾塔來講，要少消耗使這部分物料汽化所需的供熱蒸汽。它對于合成 MTBE來說，相當于增加了 甲醇的比例，有利于提高 MTBE 的轉化率。理論計算表明 C4中異丁烯含量為 34％ 時，生成 MTBE 的反應熱足以使未反應 C4和 C4與甲醇的共沸物全部汽化。在每相鄰兩個床層之間設 有 至少一個理論塔板，在這些塔板上進行汽、液兩相物料的傳質、傳熱。 MTBE反應本來 就 是一個可逆平衡反應，由于反應與分離兩個單元操作在一個設備中進行，因此在每個反應、分離單元中，反應物料中的 MTBE含量低于平衡濃度，破壞了反應平衡，促使每個反應、分離單元向有利于醚化反應方向進行，即使在異丁烯濃度較低時，異丁烯的轉化率也能達到預期的值。 萃取甲醇后的萃取液，是含有微量烴類的甲醇水溶液。無論國內還是國外，都選用陽離子交換樹脂為生產(chǎn) MTBE的催化劑。例如常溫、常壓，且無其他功的情況下，異丁烷不能變成氫和異丁烯，因而也不存在任何能加快這一反應的催化劑。以 MTBE合成反應為例，除異丁烯與甲醇反應生成 MTBE外，異丁烯還發(fā)生二聚或多聚反應，則生成 MTBE的選擇性 Y為： Y＝ 轉化為 MTBE的異丁烯摩爾數(shù)／已轉化為反應物異丁烯的摩爾數(shù) （ 3） 催化劑的穩(wěn)定性通常以壽命表示，指催化劑在使用條件下維持一定活性水平的時間（單程壽命）或者每次下降后經(jīng)再生而有恢復到許 可活性水平的累計時間（總壽命）。 催化劑的主要技術指標 強酸性樹脂的主要特性有：強酸性、含水性、溶脹性、安全性等。有些用戶要求含水量為 35～ 40％ （風干型），即催化劑外表面無水，催化劑微孔內含水，這種催化劑可以流動，便于裝卸，在定貨時需特別注明。因此要全面權衡。 （ 5） 孔容；一般講，醚化用催化劑的孔容 為 ～ 。交聯(lián)度為 20％ 時。 第一，催化劑的活性中心的氫離子被堿性陽離子取代，使催化劑失去酸性。這是因為 MTBE 生產(chǎn)裝置上反應器溫度上升到 100℃不是外部供的熱，是因為醇烯比偏低，除醚化反應外，還發(fā)生了二聚反應，反應使反應熱急劇升高，造成磺酸根脫落，催化劑就沒有活性了，脫落的磺酸根有很強的酸性，隨物流流動，會對設備造成腐蝕；另外，二聚反應可能還導致有多聚反應發(fā)生，催化劑表面會形成積碳現(xiàn)象，造成催化劑活性下降。 采用加壓精餾的目的主要是為了提高回流罐的壓力，從而實現(xiàn)回流罐頂少量 含甲醇 氣相烴類的密閉排放，但是這帶來了該塔能耗少量增加的問題。 從氣分裝置來的 C4 餾分大部分進入裝置 C4 原料罐（ 1112D101），少部分 C4 餾分經(jīng)副線控制閥1112HC11002 進入剩余 C4 罐（ 1112D106）?；煜喾磻D化率 ＞ 90％ 。在反應段，物料里的 剩余異丁烯與甲醇繼續(xù)反應生成 MTBE， MTBE在塔內不斷被分離，使反應向深度進行，使異丁烯達到更高的轉化率。重沸液從塔底進入重沸器，部分汽化后返回催化蒸餾塔底部汽相空間。 甲醇萃取塔（ 1112C102）底流出的萃取液為甲醇水溶液，經(jīng)過液位控制閥 LIC10701后在甲醇回12 萬噸／年 MTBE 裝置工藝技術規(guī)程 第 14 頁 共 52 頁 收塔進料 萃取 水換熱器（ 1112E108A/B）與萃取水換熱后進入甲醇回收塔（ 1112C103）。 帶控制點工藝流程圖 PID圖見附圖 2。 甲醇回收塔（ 1112C103）底排出的是基本不含甲醇的水，在甲醇回收塔進料 萃取水換熱器（ 1112E108A/B）與回收塔進料換熱 ， 被冷卻后進入萃取水泵（ 1112P105A/B），作為甲醇萃取塔（ 1112C102）的萃取水經(jīng)在萃取水冷卻器（ 1112E107）進一步冷卻后送入甲醇萃取塔（ 1112C102）上部循環(huán)使用。萃取水由萃取水泵（ 1112P105A/B）升壓后經(jīng)甲醇回收塔（ 1112C103）底液位 LIC10801和流量控制 FIC10702串級控制調節(jié)閥后，在萃取水冷卻器（ 1112E107）冷卻至 40℃，從甲醇萃取塔（ 1112C102）上部打入。 冷凝液由 催化蒸餾塔回流泵（ 1112P104A/B）抽出，一部分經(jīng)流量調節(jié)閥 FIC10602 作為 催化蒸餾塔（ 1112C101）的回流打入塔 頂， 另 一部分經(jīng)回流罐的液位調節(jié)閥 LIC10601 調節(jié)液位后作為甲醇萃取塔（ 1112C102）的進料。 （ 2）催化蒸餾及產(chǎn)品分離部分 催化蒸餾及產(chǎn)品分離部分工藝管道及儀表流程圖見 11120PEDW02010 11120PEDW0201011120PEDW020106。反應進料加熱器管程水蒸汽通過 TIC10301 和流量調節(jié)閥 FIC10301串級控制。 （ 1）采用混相床技術，可通過物料的部分汽化來吸收反應熱量以控制反應溫度，節(jié)約能耗。由原料配制 — 混相反應 、 催化蒸餾 、 甲醇萃取和回收三部分組成。沒有反應掉的毒性物向床層下游流動，它流到哪里就使部分催化劑失活，它能一直通過整個床層，這種失活，叫擴散性失活，也叫穿透性失活，這種弱堿性毒物不能用保護床的方法將它除去。交換容量越高越好，交換容量高的催化劑的活性高，反應速度常數(shù)與交換當量的三次方成正比。在催化反應中，表現(xiàn)為活性降低，選擇性增加。催化劑比表面積測定方法有 BET法、壓汞法和染料吸附法。反應物依靠擴散力向微孔內部流動，生成物還要從微孔內部靠擴散力向外流動。 安全性是指催化劑反應中表現(xiàn)為強酸性，但它對操作人員來講是安全的，無論是干基或濕基，與人體短 時接觸時，是無毒無腐蝕的。反應完成液珠充分固化后，再提高溫度蒸出致孔劑，然后將反應器冷卻，過濾出 珠體，用水洗去分散劑后，再放入到 110℃烘箱中充分干燥，得到乳白色不透明球（即所謂白球）。對于 MTBE 合成反應來講，用在給定溫度、壓力和