【正文】 ～ 60 目 副產(chǎn)品規(guī)格 表 2 副產(chǎn)品規(guī)格 序號(hào) 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(jí)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(duì)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(jí)和衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) 序號(hào) 地點(diǎn) 防火等級(jí) 防爆等級(jí) 避雷等級(jí) 1 裝置區(qū) 甲級(jí) 2Q? 級(jí) 二類 4 2 泵房 甲級(jí) 2Q? 級(jí) 二類 3 中間罐區(qū) 甲級(jí) 2Q? 級(jí) 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(hào) 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)。 表 1 原材料規(guī)格 序號(hào) 原料名稱 控制項(xiàng)目名稱和指標(biāo) 備注 1 混合碳四原料 異丁烯含量 18～ 42％ 3C? ﹤ ％ 、 5C? ﹤ ％ ACN﹤ 20ppm 、 陽(yáng)離子﹤ 4ppm 水﹤ ％ 、 其他碳四：平衡 以 4NH? 計(jì) 2 甲醇 外觀：無(wú)色透明液體 、比重： ～ 初餾點(diǎn) 。 設(shè)備布置 由于生產(chǎn)無(wú)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(zhǎng)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。輔助車間包括：辦公室、工藝組、設(shè)備組、化工班、機(jī)修。 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。本設(shè)計(jì)裝置所用的原料由吉化 104 廠丁二烯抽取。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。目前催化蒸餾法最先進(jìn)，但遠(yuǎn)沒(méi)有廣泛應(yīng)用。由此可見(jiàn)，建設(shè)項(xiàng)目具有十分重要的意義。現(xiàn)在的中國(guó)石油吉林分公司的 MTBE 生產(chǎn)水平已達(dá)到 5 萬(wàn)噸 /年 . 設(shè)計(jì)依據(jù) 【 12】 根據(jù)要求，設(shè)計(jì)年產(chǎn) 10 萬(wàn)噸 MTBE 的生產(chǎn)工藝。 我國(guó)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)。總收率達(dá) 95％ . MTBE 生產(chǎn)工藝普遍采用用酸性的離子交換樹(shù)脂合成 MTBE，用 MeoH 和異丁烯在液相 70～ 100％下通過(guò)酸性的離子交換樹(shù)脂在填充床內(nèi)進(jìn)行。 1983 年我國(guó)第一套 500 萬(wàn)噸 /年化工型MTBE 工業(yè)裝置建成后，增長(zhǎng)的速度較快，已形成一 定規(guī)模的生產(chǎn)能力。 MTBE 工業(yè)是當(dāng)今極有前途的新興工業(yè)之一。 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。 MTBE 作為新興的重要的化工產(chǎn)品，已廣泛應(yīng)用在法國(guó)、意大利、 加拿大等國(guó)家。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。 MTBE 也是一種不腐蝕、低污染、成本低的碳四分離新手段。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(píng)委見(jiàn)諒。我們采用的合成工藝是由混合碳四中的異丁烯和甲醇在強(qiáng)酸性苯乙烯系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂催 化劑上進(jìn)行反應(yīng)最終合成 MTBE。 摘 要 本設(shè)計(jì)是年產(chǎn) 10 萬(wàn)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(duì)象，在借鑒了國(guó)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。由于我國(guó)目前是世界上汽油消耗量相當(dāng)大而且用量正在大量增加的國(guó)家，而采用甲基叔丁基醚作為汽油添加劑，有提高汽油烷值和汽油燃燒效率、減少 CO 和其他有害物 (如臭氧、苯、丁二烯等 )的排放等優(yōu)點(diǎn)，因此建設(shè)此項(xiàng)目具有重要意義。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(lái)講是最成熟的。 關(guān)鍵詞： 甲基叔丁基醚 異丁烯 甲醇 II 目 錄 摘 要 .............................................................................................................................. Ⅰ 第 1 章 緒論 ........................................................................................................................ 1 概述 ........................................................................................................................... 1 MTBE 生產(chǎn)歷史和生產(chǎn)前景 ............................................................................ 1 設(shè)計(jì)依據(jù) .......................................................................................................... 1 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 ................................... 2 工藝說(shuō)明 ................................................................................................................... 2 原材料規(guī)格 ....................................................................................................... 2 副產(chǎn)品規(guī)格 ....................................................................................................... 3 安全標(biāo)準(zhǔn) .......................................................................................................... 3 產(chǎn)品性質(zhì) .......................................................................................................... 4 生產(chǎn)工序及工藝流程敘述 ................................................................................ 6 生產(chǎn)控制一覽表 ............................................................................................. 10 三廢及處理 ..................................................................................................... 10 第 2 章 計(jì)算部分 ............................................................................................................... 11 物料衡算 ................................................................................................................. 11 全車間物料衡算 ............................................................................................. 11 反應(yīng)器物料衡算 ............................................................................................. 12 MTBE 精餾塔物料衡算 .................................................................................. 18 萃取塔物料衡算 ............................................................................................. 19 回收塔物料衡算 ............................................................................................. 21 熱量衡算 ................................................................................................................. 23 一器一段循環(huán)冷卻器 E101 熱量衡算 ........................................................... 23 一器一段熱量衡算 ......................................................................................... 24 T101B 塔底出料換熱器 E104 的熱量衡算 ..................................................... 25 T101 進(jìn)料換熱器熱量衡算 ............................................................................. 26 III T101 熱量衡算（包括 T101B 塔底再沸器 E106， T101A 塔頂冷凝器 E107） ............................................................................................................................................. 26 E108 熱量衡算 ................................................................................................ 27 反映器部分的計(jì)算 .................................................................................................. 30 R101 各段出口溫度的計(jì)算 ............................................................................. 30 R101 各段密度的計(jì)算 ..................................................................................... 31 催化劑用量和床層高度的計(jì)算 ...................................................................... 32 反應(yīng)器直徑的計(jì)算 ......................................................................................... 33 精餾塔的計(jì)算 ............................................................................................