年產(chǎn)5萬噸甲基叔丁基醚生產(chǎn)工藝(共65頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上摘要本設(shè)計是年產(chǎn)10萬噸甲基叔丁基醚裝置生產(chǎn)工藝設(shè)計，主要以反應(yīng)工段為工藝設(shè)計對象，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)計本工藝流程。由于我國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。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)酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂催化劑上進(jìn)行反應(yīng)最終合成MTBE。此次設(shè)計采用的技術(shù)雖不是業(yè)內(nèi)最先進(jìn)的，但是就我

2、們目前的實(shí)際狀況來講是最成熟的。我們會堅(jiān)持不懈地努力改進(jìn)MTBE的生產(chǎn)工藝，望各位評委見諒。關(guān)鍵詞：甲基叔丁基醚 異丁烯 甲醇 AbstractThe design is an annual output of 8,0000 tons of methyl tertiary butyl ether plant process design，mainly to reflect the target section for the process desig and drawing at home and abroad sophisticated MTBE production techniques

3、, combined with the City of its natural and geographical conditions , according to mandate design requirements of the production process. Since China is currently the world's gasoline consumption is significant and substantial increase in the amount of state, MTBE as a gas additive to increase t

4、he n-value gasoline and gasoline combustion efficiency and reduce CO and other harmful substances (such as ozone, benzene, butadiene, etc.) emissions, etc,therefore of great significance to the project construction.We use the Synthesis of carbon from the mixed four of the isobutylene and methanol in

5、 the strong acid styrene cation exchange resin catalyst, the reaction on the final synthesis of MTBE.Although not the design technology used is the industry's most advanced, but on our current terms of the actual situation is the most mature.We will consistently strive to improve the MTBE produc

6、tion process, hope you forgive the judges.Key Words：Methyl tert-butyl ether Isobutene Methanol專心-專注-專業(yè)目錄第 1 章 緒論1.1 概述甲基叔丁基醚（MTBE）是一種高辛烷值汽油添加劑，用MTBE取代四乙基鉛可減少環(huán)境污染。MTBE也是一種不腐蝕、低污染、成本低的碳四分離新手段。裂解得到的聚合級異丁烯，供丁烯橡膠使用。含異丁烯0.5以下的直鏈丁烯用作丁烯氧化脫氨制丁二烯的原料。將MTBE進(jìn)行分解，所得的異丁烯只需要進(jìn)行經(jīng)過簡單蒸餾及洗滌，即可得到99.5的高純度異丁烯。MTBE作為新興的重要的化

7、工產(chǎn)品，已廣泛應(yīng)用在法國、意大利、加拿大等國家。在我國也有著廣泛的開發(fā)前景。1.1.1 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。1973年意大利第一套10萬噸/年的MTBE工業(yè)裝置投產(chǎn)后，作為新興汽油添加劑，MTBE引起了各國石油化學(xué)界的普遍重視，其產(chǎn)量每年以54的速度增長。MTBE工業(yè)是當(dāng)今極有前途的新興工業(yè)之一。1979年我國才開始研究MTBE合成工業(yè)。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。制備MTBE的原料異丁烯的技術(shù)發(fā)

8、展呈多樣化的趨勢，用一種異丁烷制異丁烯的技術(shù)生產(chǎn)MTBE極為理想?？偸章蔬_(dá)95.MTBE生產(chǎn)工藝普遍采用用酸性的離子交換樹脂合成MTBE，用MeoH和異丁烯在液相70100下通過酸性的離子交換樹脂在填充床內(nèi)進(jìn)行。離子交換樹脂是磺化聚苯乙烯和二乙烯基苯共聚物。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)。第一套采用催化蒸餾新工藝的4萬噸/年MTBE工業(yè)裝置建成投產(chǎn)，標(biāo)志著我國生產(chǎn)工藝水平達(dá)到80年代國際先進(jìn)水平?，F(xiàn)在的中國石油吉林分公司的MTBE生產(chǎn)水平已達(dá)到5萬噸/年.1.1.2 設(shè)計依據(jù)【12】根據(jù)要求，設(shè)計年產(chǎn)5萬噸MTBE的生產(chǎn)工藝。由

9、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。由此可見，建設(shè)項(xiàng)目具有十分重要的意義。目前合成MTBE的方法主要有:1、離子交換樹脂法2、硫酸法3、催化蒸餾法。目前催化蒸餾法最先進(jìn)，但遠(yuǎn)沒有廣泛應(yīng)用。硫酸具有腐蝕性，因此本設(shè)計是采用離子交換樹脂法。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，經(jīng)濟(jì)合算。由于位于松花江畔，水源充足，所以設(shè)計的車間建設(shè)在松花江畔，且既靠近豐滿水電站又臨熱電廠及動力廠，能源充足，且資源也較富足。本設(shè)計裝置所用的原料由吉化104廠丁二烯抽取。所用的甲醇原料來自

10、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)。1.1.3廠址的選擇及設(shè)計地區(qū)的自然條件車間的組成及人員1.1.3.1廠址選擇本廠建于吉林市鐵東，其原因是水電充足。1.1.3.2設(shè)計地區(qū)的自然條件吉林市自然條件如下：平均氣壓755.66mmHg 最高溫度36.6 最低溫度-38平均相對濕度71最大凍土深度7.4×10cm 最大降雪量420mm平均風(fēng)速2.7m/s松花江水溫15 最高水溫251.1.3.3車間組成及結(jié)構(gòu)本廠包括生產(chǎn)車間和輔助車間。輔助車間包括：辦公室、工藝組、設(shè)備組、化工班、機(jī)修。本車間為連續(xù)自動化生產(chǎn)，共分四個班，四班三倒的作息制度，全年生產(chǎn)7200小時。1

11、.1.3.4設(shè)備布置由于生產(chǎn)產(chǎn)品易燃易爆，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。1.2 工藝說明1.2.1 原材料規(guī)格本裝置以吉化煉油廠液化氣分離車間催化裂解碳四（含異丁烯18）和本廠丁二烯抽提車間抽余碳四 (含異丁烯34.1)兩者以51.326：1（重量比）混合為碳四原料。表1 原材料規(guī)格序號原料名稱控制項(xiàng)目名稱和指標(biāo)備注1混合碳四原料異丁烯含量18420.8 、 0.5ACN20ppm 、 陽離子4ppm水0.03 、 其他碳四：平衡以計2甲醇外觀：無色透明液體

12、、比重：0.7910.792初餾點(diǎn);6465.5 、蒸餾量99.2游離酸：0.002 、 游離堿0.005水0.05、 酸值（koH mg/g）0.035蒸餾殘?jiān)?.002以HAC計以計3堿液NaoH含量64鹽酸溶液HCL含量125觸媒外觀：灰白球狀、孔容：0.250.29ml/g交換當(dāng)量:4.24.8mg當(dāng)量/g干樹脂膨脹比：1.31.75、強(qiáng)度：99比表面;1315、粒度：1060目1.2.2 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)計定額1丁烯-1丁烯-141、18.4異丁烯0.4、甲醇0.15MTBE0.5T19.072殘液餾分MTBE98.7Kg101.2.3 安全標(biāo)準(zhǔn)【3】1.

13、2.3.1 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)甲級級二類2泵房甲級級二類3中間罐區(qū)甲級級二類1.2.3.2 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濃度mg/L上 限下 限1碳三組分66.74555101120.52碳四組分40804551220.13碳五組分406.91.254甲 醇1243336.55.50.055MTBE26.78.41.60.351.2.3.3 安全措施本裝置安全特

14、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)。閃點(diǎn)低于環(huán)境溫度，其蒸氣與空氣在不正常操作情況下。如誤操作，設(shè)備拆卸檢修等均有可能形成爆炸性混合物。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。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。（2）格局空氣和氧化劑，設(shè)備要密閉，采用氮封，水封等是可燃物與氧氣隔絕。（3）消除著火源。（4）防火勢和爆炸波的擴(kuò)展和蔓延，不形成新的燃燒條件。（5）提高安全技術(shù)，加強(qiáng)安全管理。1.2.4 產(chǎn)品性質(zhì)【3】1.2.4.1 MTBE物理性質(zhì)表5 MTBE物理性質(zhì)常

15、 數(shù) 名 稱單位數(shù)據(jù)沸 點(diǎn)55.2冰 點(diǎn)108.6閃 點(diǎn)26.7生成自由能（Gf298）液 相KJ/mol119.90氣 相535.30自 燃 點(diǎn)460爆 炸 范 圍空氣vol1.68.4液 體 比 重（d15.56）0.746臨 界 壓 力amt33.85溶 解 度20在100g水中溶醚g4.8920在100g醚中溶水1.5燃 燒 熱KJ/35.1079蒸 發(fā) 潛 熱KJ/321.1776液 體 熱 容KJ/K2.1328折 光 指 數(shù)（20）1.3689絕對熵液 相KJ/mol265.1806氣 相357.6446生成熱液 相KJ/mol313.3991氣 相1.2.4.2 MTBE化學(xué)性

16、質(zhì)MTBE化學(xué)性質(zhì)如下：（1）MTBE與氧氣或空氣接觸時，不能形成爆炸性過氧化物。（2）MTBE與強(qiáng)無機(jī)酸相接觸，則會發(fā)生分解反應(yīng)，生成異丁烯、甲醇及烴類。（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。（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）MTBE在230280，在有催化劑存在下與空氣氧化可以生成異戊二烯。1.2.4.3 生產(chǎn)原理MTBE是由混合碳四中的異丁烯和甲醇在強(qiáng)酸性苯乙烯大孔陽離子交換樹脂催化劑上進(jìn)行合成。主反應(yīng)方程式: +副反應(yīng)方程式: + （TBA） 選擇工藝參數(shù)，必須綜合考慮動力學(xué)和熱力學(xué)

17、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。1.2.5 生產(chǎn)工序及工藝流程敘述本車間分為反應(yīng)、精餾、回收三個工序。來自836#罐區(qū)的混合碳四原料經(jīng)FRQ109進(jìn)行流量記錄與累積后進(jìn)入碳四原料儲罐V101，V101液面通過LICA101液面調(diào)節(jié)器保持穩(wěn)定，來自845B區(qū)的工業(yè)甲醇經(jīng)FRQ110進(jìn)行流量記錄與累積后進(jìn)入甲醇儲罐V102，其液面由LIA115進(jìn)行液面指示與報警，當(dāng)槽內(nèi)壓力過2389.03Pa后開啟水噴淋降溫。由P108A/B泵來的回收甲醇，也進(jìn)入V102槽，V101罐中的碳四經(jīng)原料泵P101A抽出，由FRC101控制流量8

18、.922T/Hr與P102A/B甲醇泵來的甲醇接觸，醇烯比1.051.2：1進(jìn)入X101混合器混合。 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計量后與P101來的碳四混合。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25±5，冷卻后的物料進(jìn)入保護(hù)反應(yīng)器R103A/B，以脫除原料的金屬陽離子。R103內(nèi)裝有樹脂3.85立方米，物料經(jīng)過床層后，氧離子濃度即可由4ppm降至1ppm以下。脫除陽離子的新鮮物料由R103出來后，與第一醚化反應(yīng)器R101

19、A/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)。 一段一器操作條件：壓力：.5Pa，入口溫度：55，出口溫度76.43，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0.8，其余部分進(jìn)入一段二器繼續(xù)反應(yīng)。 由二段流出的物料，溫度為71.7，壓力為.5Pa，經(jīng)一器二段循環(huán)泵P104A/B抽出，視情況一部分經(jīng)一器二段經(jīng)循環(huán)冷卻器E101冷卻后，

20、循環(huán)回到二段上部，循環(huán)量由FRC103控制，冷卻溫度由TRC103控制為69，另一部分物料則通過一器二段出口冷卻器E103冷卻溫度由TRC104控制為69之后進(jìn)入R101B(A),即一器三段中，三段操作條件：出口壓力：.5Pa，出口溫度：71.7. 當(dāng)物料經(jīng)過三段床層反應(yīng)后，異丁烯轉(zhuǎn)化率達(dá)93，當(dāng)一段或二段觸媒嚴(yán)重失活時，A與B互換。 由反應(yīng)器R101A/B流出的物料通過調(diào)節(jié)器PRC102維持第一醚化反應(yīng)器系統(tǒng)壓力和出口物料平衡。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Pa蒸汽加熱，用TRC105控制溫度為

21、89.8，進(jìn)入第一脫醚塔第46塊板。 T101塔的熱量，根據(jù)處理物料的不同分別用30蒸汽或9 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98.7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159.7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。當(dāng)發(fā)現(xiàn)MTBE成品中膠質(zhì)超過指標(biāo)時，T101塔可改由第二塊板側(cè)線采出MTBE成品。T101塔底出來膠質(zhì)殘液，殘液徑遙控閥HV105控制，經(jīng)E124殘液冷卻器冷卻至40以下，進(jìn)入殘

22、液罐V115,再經(jīng)殘液泵P117A/B送出界外，T101塔頂餾出的碳四和剩余的甲醇經(jīng)一醚塔冷卻器E107冷卻后進(jìn)入一醚塔回流槽V103,冷凝液用一醚塔回流泵P105A/B經(jīng)FRC104控制，流量為8.918T/Hr，打回塔內(nèi)回流，其余部分通過液面調(diào)節(jié)器LRCA103與流量調(diào)節(jié)器FRC105串級調(diào)節(jié)。 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，則開啟手動遙控閥HICA 101,將不凝氣體排放至火炬系統(tǒng)。表6 一醚塔操作條件：進(jìn)料塔頂塔底壓力12.1/（.5Pa）12.0/（Pa）12.6/（Pa）

23、溫度89.880.4159.7回流比1.20來自V103回流槽的物料，經(jīng)萃取塔進(jìn)料冷卻器E109冷卻到2540，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。萃取相界面和壓力分別由LICA106和PRC106控制。T103為篩板塔，萃取液為連續(xù)相。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0.15，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。表7 T103塔操作條件：操作溫度2540操作壓力45.2/（Pa）液面控制50烴

24、水重量比1.64.4 來自T103底含615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2.64T/Hr(103.3)熱交換，被加熱到75.5之后，在甲醇塔進(jìn)料預(yù)熱器E117中由TIC111控制被9蒸汽加熱到96.4后，進(jìn)入甲醇回收塔T104回收甲醇。T104塔的熱量由3蒸汽加熱的甲醇塔再沸器E108供給，蒸汽量由FRC126控制。萃取水中的甲醇得以回收，被回收的甲醇由塔頂蒸出，經(jīng)甲醇塔冷凝器E119冷凝后，進(jìn)入甲醇塔回流槽V106，冷凝液用回流泵P109A/B，打入塔內(nèi)回流，回流量由T104塔靈敏板TRC113控制，其余部分0.265 T/Hr，通過液面調(diào)節(jié)器

25、LICA109控制，經(jīng)套管冷卻后送入甲醇儲罐V102循環(huán)使用。V106槽的不凝氣通過帶有夾套冷卻的放空管排出大氣。T104塔底含甲醇0.5的釜水.再由液面調(diào)節(jié)器LICA108抽出，在萃取水換熱器E116回收熱量后，再經(jīng)萃取水冷卻器E115冷卻到40，而后進(jìn)入萃取水槽V105.為防止萃取塔和甲醇回收系統(tǒng)有害雜質(zhì)的積累，故通過LICA107連續(xù)定量的排出少部分萃取水至下水道。大部分萃取水循環(huán)至萃取系統(tǒng)。為了補(bǔ)充萃取水的不足，由FIC108控制連續(xù)補(bǔ)充脫鹽水0.272 T/Hr.表7 T104塔操作條件：進(jìn)料塔頂塔釜溫度（）9667.4103.3壓力（Pa）常壓回流比5當(dāng)稀甲醇儲槽V110中的甲醇需

26、要進(jìn)行提純精制時，則可以利用稀甲醇泵P102將稀甲醇送至萃取水換熱器E116入口與萃取塔底來的萃取液按一定比例一同送甲醇回收塔進(jìn)行回收。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0.31.0/，設(shè)有一套分程調(diào)節(jié)裝置PICA107,當(dāng)槽內(nèi)壓力低于0.3/G時，A閥開，補(bǔ)入氮?dú)?，?dāng)壓力高于1.0/時，B閥開，向火炬系統(tǒng)泄壓。來自萃取塔T103頂?shù)暮细穸∠?1餾分自壓進(jìn)入丁烯-1餾分槽V108中，在此緩沖脫水，廢

27、水排入化污系統(tǒng)，丁烯-1餾分則由丁烯-1餾分泵P110A/B抽出，經(jīng)FRQ118進(jìn)行流量記錄與累積之后，再經(jīng)在線色譜儀AR102分析后，去氧化脫氫車間丁烯抽提工段，多余部分由LICA110在保持V108槽液面穩(wěn)定的前提下，送往成品車間805罐區(qū)，丁烯抽提停車時，則全部送805罐區(qū)。各生產(chǎn)工序中產(chǎn)生的不合格產(chǎn)品，可根據(jù)物料組成情況分別收集與V108A/B，V113槽中，之后再適時的一不合格品泵P112A/B或P101A/B送有關(guān)設(shè)備進(jìn)行處理。碳四原料罐V101、丁烯-1餾分罐V108以及不合格品罐V109A/B、V113槽，當(dāng)冬季槽內(nèi)壓力低于0.3/或溫度低于5時，則分別開啟升壓E120、E12

28、1、E122進(jìn)行升壓或升溫。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/蒸汽凝水和9/蒸汽凝水收集與V112中，在V112中閃蒸罐3/飽和蒸汽，閃蒸罐的3/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1.0/，飽和蒸汽在用作熱源。V112槽的壓力保持在2.903.10/。當(dāng)壓力高于3.20/時，B閥開，多余氣體排出界區(qū)。V112閃蒸后的3/蒸汽凝水，由LIC114控制液面，冬季做采暖，夏季全部送出界區(qū)

29、。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。生產(chǎn)中使用的工業(yè)品離子交換樹脂購入后為含水鈉型，因此在加入反應(yīng)器前需要進(jìn)行活化處理，以使其轉(zhuǎn)化為氫型，又離子交換樹脂在使用一段時間后，由于原料中微量陽離子的存在，致使其活性逐漸降低，也需進(jìn)行再生處理，故裝置中設(shè)有樹脂再生反應(yīng)器R104和樹脂裝卸噴射器，以及脫鹽水升壓泵P115。1.2.6 生產(chǎn)控制一覽表表8生產(chǎn)控制一覽表序號取樣點(diǎn)分析方法控制指標(biāo)1碳四原料罐除金屬陽離子為化學(xué)或比色法，其余為色譜法異丁烯含量18420.8 、 0.5 ACN20ppm 陽離子4ppm、水0.03

30、2甲醇罐氣相色譜法按GB-338-76工業(yè)一級品要求3丁烯-1餾分罐氣相色譜法異丁烯0.4甲醇0.15MTBE0. 54保護(hù)反應(yīng)器口陽離子1ppm 水0.035E101出口氣相色譜法6R103入口氣相色譜法7R101內(nèi)氣相色譜法8R101A出口氣相色譜法9R101B出口氣相色譜法10T101入口氣相色譜法甲醇、0.111T101內(nèi)氣相色譜法12V105排污甲醇含量0.513R104入口化學(xué)分析法HCL含量2414R104出口化學(xué)分析法NaOH含量261.2.7 三廢及處理表9三廢及處理序號名稱規(guī)格數(shù)量數(shù)量排放點(diǎn)備注正常T/H最大T/H1含醇廢水甲醇0.50.272V105排化污水池2酸堿廢水P

31、H 51018V104排化污水池3化驗(yàn)室廢水PH 5100.6排化污水池4含油廢水油烴10ppm320輻射水池排化污水池5廢氣2.8/HV106排大氣6殘液MTBE98.735.0/HT101第 2 章 計算部分2.1 物料衡算【1】2.1.1 全車間物料衡算2.1.1.1根據(jù)設(shè)計要求：MTBE年產(chǎn)量為5萬噸，按年工作量為7200小時計算，則每小時產(chǎn)工業(yè)MTBE量:根據(jù)設(shè)計要求：成品、副成品指標(biāo)： 合格品 一級品MTBE 98.0%（m/m） 98.5%（m/m）甲醇 0.6% （m/m） 0.4%（m/m）叔丁醇 0.7% （m/m） 0.5%（m/m）按合格產(chǎn)品計算：（產(chǎn)品中純MTBE含量

32、為98%）則產(chǎn)品中含純MTBE2.1.1.2反應(yīng)器各段生成的MTBE的量：反應(yīng)器B出口的MTBE的量（MTBE精餾過程MTBE收率為98.5%） 根據(jù)設(shè)計要求：反應(yīng)器的一段轉(zhuǎn)化率為74；二段轉(zhuǎn)化率 至86；總轉(zhuǎn)化率為93反應(yīng)器A出口的MTBE的量（設(shè)計要求：反應(yīng)器總轉(zhuǎn)化率93，反應(yīng)器A總轉(zhuǎn)化率86，設(shè)反應(yīng)器的MTBE收率99%）2.1.1.3進(jìn)入反應(yīng)器A的異丁烯的量進(jìn)入反應(yīng)器A的異丁烯的量2.1.2 反應(yīng)器物料衡算2.1.2.1 反應(yīng)器A進(jìn)料組成及流量表10 原料抽余碳四的組成及各組分的流量組分分子量質(zhì)量分?jǐn)?shù)kg/kg質(zhì)量流量kg/h摩爾分?jǐn)?shù)kmol/kmol摩爾流量kmol/h丙烯42.08

33、0.004687.120.00612.07丙烷44.100.0069130.690.00892.96異丁烷58.120.22194202.810.215472.31正丁烯56.110.30805833.550.3096103.97正丁烷58.120.06181170.500.059920.14反丁烯56.110.08631634.530.086729.13順丁烯56.110.0515975.410.051817.38正戊烷72.150.001222.730.00090.32丙二烯40.070.001732.200.00250.801，3-丁二烯54.090.003668.180.00381.2

34、6異丁烯56.110.25224776.690.253585.13水18.000.00035.680.00090.321.000018940.091.0000335.79通過已知數(shù)據(jù)按比例計算新鮮甲醇中純甲醇流率為2464.67表11 工業(yè)甲醇的組成及流量：名稱摩爾流量kmol/h摩爾分?jǐn)?shù)kmol/kmol質(zhì)量流量kg/h質(zhì)量分?jǐn)?shù)kg/kg分子量甲醇76.920.99842464.670.999032.04水0.110.00141.970.000818其他0.020.00020.500.000232工業(yè)甲醇77.051.00002467.141.0000表12 通過已知數(shù)據(jù)按比例計算得混合甲醇

35、流率為3013.88 kg/h名稱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丁二烯水甲醇其他質(zhì)量流量kg/h0.230.3711.4615.923.184.462.660.060.100.192.392972.360.50則醇烯比為：1.09：1 滿足設(shè)計要求。表13 反應(yīng)器A進(jìn)料組成及流量（醇烯混合物的組成及流量）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2.080.004887.350.0040丙烷2.970.0069131.060.0060異丁烷72.510.16894214.270.1920正丁烯104.250.24285849.4

36、70.2664正丁烷20.190.04701173.680.0535反丁烯29.210.06801638.990.0747順丁烯17.430.0406978.070.0446正戊烷0.320.000722.790.0010丙二烯0.810.001932.300.00151，3-丁二烯1.260.002968.370.0031異丁烯85.130.19834776.690.2176水0.450.00108.070.0004甲醇92.770.21602972.360.1354其他0.020.00000.500.0000429.401.000021953.971.0000其他雜質(zhì)含量可忽略不計2.1.

37、2.2 反應(yīng)器一段反應(yīng)產(chǎn)物及循環(huán)物料的組成及流量：主反應(yīng)方程式: +副反應(yīng)方程式: +2.5 異丁烯二.三異丁烯已知異丁烯生成MTBE的選擇性為99%，甲醇生成MTBE的選擇性為100%.一段反應(yīng)轉(zhuǎn)換率為74%，反應(yīng)的異丁烯為: MTBE產(chǎn)量為: 由于生成1的TBA需要1的水，所以生成TBA的量為 0.45生成二.三異丁烯的量為 ：剩下的異丁烯流量為:剩下的甲醇流量為 : 表14 反應(yīng)器一段出口反應(yīng)產(chǎn)物的組成及流量：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2.080.005787.350.0040丙烷2.970.0081131.060.0060異

38、丁烷72.510.19794214.270.1921正丁烯104.250.28455849.470.2666正丁烷20.190.05511173.680.0535反丁烯29.210.07971638.990.0747順丁烯17.430.0476978.070.0446正戊烷0.320.000922.790.0010丙二烯0.810.002232.300.00151，3-丁二烯1.260.003468.370.0031異丁烯22.130.06041241.710.0566甲醇30.400.0830974.020.0444MTBE62.370.17025497.920.2506TBA0.450.0

39、01233.350.0015二.三異丁烯0.070.00029.820.0004366.381.000021943.351.0000根據(jù)設(shè)計要求循環(huán)物料的循環(huán)比控制范圍為0.55.0。所以取循環(huán)物料的循環(huán)比為0.8.設(shè)循環(huán)循環(huán)物料中含異丁烯的量為x,則 解得x= 17.70同理可得循環(huán)物料中含MTBE的量為49.90 含甲醇的量為24.32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1.660.005769.880.0040丙烷2.380.0081104.850.0060異丁烷58.010.19793371.

40、420.1921正丁烯83.400.28454679.580.2666正丁烷16.150.0551938.940.0535反丁烯23.370.07971311.190.0747順丁烯13.940.0476782.460.0446正戊烷0.260.000918.230.0010丙二烯0.650.002225.840.00151，3-丁二烯1.010.003454.700.0031異丁烯17.700.0604993.370.0566甲醇24.320.0830779.220.0444MTBE49.900.17024398.340.2506TBA0.360.001226.680.0015二.三異丁烯0

41、.060.00027.860.0004293.171.000017562.561.00002.1.2.3 反應(yīng)器二段出口物料的組成及流量到二段時異丁烯反應(yīng)轉(zhuǎn)換率達(dá)到86%反應(yīng)的異丁烯的量: MTBE產(chǎn)量為: 二.三異丁烯的產(chǎn)量為 : 剩下的異丁烯流量為 : 甲醇流量為: 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?jǐn)?shù)kmol/kmol質(zhì)量流量kg/h質(zhì)量分?jǐn)?shù)kg/kg丙烯2.080.005887.350.0040丙烷2.970.0083131.060.0060異丁烷72.510.20354214.270.1920正丁烯104.250.29265849.470.2665正

42、丁烷20.190.05671173.680.0535反丁烯29.210.08201638.990.0747順丁烯17.430.0489978.070.0446正戊烷0.320.000922.790.0010丙二烯0.810.002332.300.00151，3-丁二烯1.260.003568.370.0031異丁烯11.920.0335668.830.0305甲醇20.290.0569650.090.0296MTBE72.480.20346389.110.2910TBA0.450.001333.350.0015二.三異丁烯0.110.000315.430.0007356.281.0000219

43、53.161.0000根據(jù)設(shè)計要求循環(huán)物料的循環(huán)比控制范圍為0.85.0。所以取循環(huán)物料的循環(huán)比為0.8,設(shè)循環(huán)循環(huán)物料中含異丁烯的量為x,則 解得x= 9.54同理可得循環(huán)物料中含MTBE的量為57.98含甲醇的量為表17 則反應(yīng)器二段循環(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1.660.005869.880.0040丙烷2.380.0083104.850.0060異丁烷58.010.20353371.420.1920正丁烯83.400.29264679.580.2665正丁烷16.150.0567938.940.0535反

44、丁烯23.370.08201311.190.0747順丁烯13.940.0489782.460.0446正戊烷0.260.000918.230.0010丙二烯0.650.002325.840.00151，3-丁二烯1.010.003554.700.0031異丁烯9.540.0335535.060.0305甲醇16.230.0569520.070.0296MTBE57.980.20345111.20.2910TBA0.360.001326.680.0015二.三異丁烯0.090.000312.340.0007285.021.000017562.531.00002.1.2.4 反應(yīng)器三段出口物料組

45、成及流量到三段時異丁烯反應(yīng)轉(zhuǎn)換率達(dá)到93%反應(yīng)的異丁烯的量 MTBE產(chǎn)量為 二.三異丁烯的產(chǎn)量為 ： 剩下的異丁烯流量為 甲醇流量為 表18 反應(yīng)器三段出口物料組成及流量：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2.080.005987.350.0040丙烷2.970.0085131.060.0060異丁烷72.510.20704214.270.1920正丁烯104.250.29765849.470.2664正丁烷20.190.05761173.680.0535反丁烯29.210.08341638.990.0747順丁烯17.430.049897

46、8.070.0446正戊烷0.320.000922.790.0010丙二烯0.810.002332.300.00151，3-丁二烯1.260.003668.370.0031異丁烯5.960.0170334.420.0152甲醇14.390.0411461.060.0210MTBE78.380.22376909.200.3147TBA0.450.001333.350.0015二.三異丁烯0.140.000419.640.0009350.351.000021954.021.00002.1.3 MTBE精餾塔物料衡算根據(jù)設(shè)計要求：塔底甲醇 0.003 （wt），二.三異丁烯 0.005 （wt，MT

47、BE精餾過程MTBE收率為98.5%，未反應(yīng)的異丁烯全部從塔頂餾出，TBA與二.三異丁烯存在于成品MTBE中，塔底MTBE的量為：塔底成品MTBE的量為：塔底甲醇的量為 ：塔底二.三異丁烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：19.64/6944.45.78=0.0028 （滿足設(shè)計要求）塔頂MTBE的量為：塔頂甲醇的量為：已知精餾塔進(jìn)料組成和流量為反應(yīng)器出口物料的組成和流量表19 對精餾塔進(jìn)行物料衡算列表如下：名稱進(jìn)料kg/h質(zhì)量分?jǐn)?shù)kg/kg餾出液kg/h質(zhì)量分?jǐn)?shù)kg/kg釜液kg/h質(zhì)量分?jǐn)?shù)kg/kg丙烯87.350.004087.350.00580.000.0000丙烷131.060.0060131.060.00870.000.0000異丁烷4214.270.19204214.270.27960.000.0000正丁烯5849.470.26645849.470.38800.000.0000正丁烷1173.680.05351173.680.07790.000.0000反丁烯1638.990.07471638.990.10870.000.0000順丁烯978.070.0446978.070.06490.000.0000正戊烷22.790.001022.790.00150.000.0