MTBE生產(chǎn)原理及工藝流程

1、 MTBE裝置簡(jiǎn)介一、MTBE基本情況介紹1、MTBE基本情況MTBE是甲基叔丁基醚的商品名，是異丁烯和甲醇在強(qiáng)酸性催化劑作用下反應(yīng)的產(chǎn)物，它的主要用途是替代四乙基鉛作為提高汽油辛烷值的添加劑，純MTBE的辛烷值為109。此外MTBE熱裂解可以生產(chǎn)高純度異丁烯，高純度異丁烯是生產(chǎn)丁基橡膠的原料，它也是其它需要引入叔丁基反應(yīng)的單體。2、MTBE裝置的作用MTBE裝置生產(chǎn)兩種產(chǎn)品，一種是MTBE，另一種是粗丁烯。MTBE合成反應(yīng)的直接結(jié)果是獲得MTBE，間接結(jié)果是將正丁烯和異丁烯分離開(kāi)來(lái)，由于正丁烯和異丁烯的相對(duì)揮發(fā)度接近1，因此用常規(guī)的精餾方法難于分離，因此采用合成MTBE的化學(xué)方法進(jìn)行分離，是

2、目前普遍采用的分離方法。3、MTBE合成技術(shù)第一套MTBE裝置于1973年在意大利建成，我國(guó)自行開(kāi)發(fā)的第一套裝置于1983年在齊魯橡膠廠建成，大慶MTBE裝置采用的是齊魯研究院開(kāi)發(fā)的固定床二段深度轉(zhuǎn)化工藝，裝置主要由三臺(tái)反應(yīng)器和六臺(tái)塔組成，由反應(yīng)、MTBE分離、甲醇回收和粗丁烯提濃等幾部分組成。4、MTBE裝置簡(jiǎn)介甲基叔丁基醚（MTBE）裝置以抽余C4和甲醇為原料，原設(shè)計(jì)第二生產(chǎn)方案年處理抽余C4 32500噸，生產(chǎn)MTBE 19864噸，粗丁烯9616噸，副產(chǎn)剩余C4 10224噸。MTBE裝置由齊魯石化公司設(shè)計(jì)院提供基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，大慶石化總廠設(shè)計(jì)院完成初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)。1988年5月投產(chǎn)，

3、投資37495162元，裝置占地面積15600m2。2001年10月裝置進(jìn)行了擴(kuò)能改造，年處理抽余C4處理能力提高到52000噸，生產(chǎn)MTBE 29963噸，粗丁烯29384噸。同時(shí)裝置由原來(lái)的DDZ型儀表控制改為DCS控制。2001年10月配合塑料廠丁烯精制項(xiàng)目改造，MTBE裝置又增設(shè)了F103和H218兩臺(tái)設(shè)備。二、工藝流程簡(jiǎn)述來(lái)自丁二烯抽提裝置的混合C4原料進(jìn)入原料罐R301/1.2，來(lái)自?xún)?chǔ)運(yùn)公司的CH3OH原料進(jìn)入甲醇原料罐R101。分別經(jīng)B101、B102提高壓力后混合，混合物料經(jīng)混合器混勻后進(jìn)入一反離子過(guò)濾器L101，除去物料中的金屬陽(yáng)離子等有害雜質(zhì)。過(guò)濾后的物料首先進(jìn)入H101/

4、1.2與來(lái)自初餾塔塔底的產(chǎn)品MTBE換熱。溫度升至45左右進(jìn)入一反進(jìn)料預(yù)熱器H102。用0.3MPa蒸汽或SC0將物料預(yù)熱到55以后進(jìn)入第一反應(yīng)器F101，混合C4中的異丁烯和甲醇在大孔徑強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂作用下，進(jìn)行醚化反應(yīng)生產(chǎn)MTBE。 從第一反應(yīng)器底部出來(lái)的反應(yīng)物料進(jìn)入初餾塔進(jìn)料換熱器H104/1.2與初餾塔釜液換熱后進(jìn)入初餾塔T101。初餾塔底含MTBE的釜液經(jīng)H104/1.2、H101/1.2冷卻到40左右進(jìn)入MTBE中間罐R205，然后經(jīng)泵B209送至成品罐區(qū)。初餾塔頂產(chǎn)物經(jīng)H105冷凝、冷卻至58進(jìn)入回流罐R105，罐內(nèi)物料用B105升壓后一部分送回T101塔頂作為回流，另一部

5、分凝液與甲醇混合經(jīng)過(guò)冷卻器H107后進(jìn)入二反離子過(guò)濾器L102，濾出金屬陽(yáng)離子等有害雜質(zhì)后進(jìn)入二反F102。從二反底部出來(lái)的物料進(jìn)入三反F103，三反底部出來(lái)的物料進(jìn)入脫C4塔T201，或經(jīng)H218冷卻后進(jìn)入甲醇萃取塔T202。脫C4塔T201底產(chǎn)品MTBE與初餾塔底的MTBE在H101/1.2內(nèi)混合后進(jìn)入中間罐R205。脫C4塔頂氣相經(jīng)冷凝器H201冷凝、冷卻到50進(jìn)入回流罐，罐內(nèi)物料用B201升壓后一部分送回T201塔頂作為回流，另一部分凝液進(jìn)入甲醇萃取塔或進(jìn)入脫異丁烷塔T204。 含甲醇的混合C4由底部進(jìn)入甲醇萃取塔T202，T203塔釜液作為萃取劑由塔上部進(jìn)入，在14m高的鮑爾環(huán)填料上

6、，混合C4與萃取水逆流接觸。頂部的萃余C4被萃取劑冷卻至40以下進(jìn)入R207。底部含CH3OH 310%的水溶液進(jìn)入甲醇回收塔T203。塔頂氣相經(jīng)H206冷凝、冷卻到40進(jìn)入回流罐R202，不凝部分由罐頂放入大氣，罐內(nèi)物料用B203升壓后一部分送回T203塔頂作為回流，一部分返回原料罐R101作原料循環(huán)使用。R207中的C4經(jīng)B204泵輸送至H208或T201（前水洗流程進(jìn)T201，后水洗流程進(jìn)H208），預(yù)熱后進(jìn)入脫異丁烷塔T204，塔頂氣相被冷凝到45后進(jìn)入R203罐，一部分氣相（主要是C3和異丁烷）被排入火炬，全部凝液用B206送回T204塔頂作為回流（原料中異丁烷含量高時(shí)需要采出液相）

7、。被脫除C3和部分異丁烷的C4落入塔底，由B205輸送到粗丁烯-1塔T205。粗丁烯-1塔T205塔頂氣相經(jīng)H212冷凝到65后進(jìn)入回流罐R204，物料用B208升壓后一部分送回T205塔頂作為回流，另一部分經(jīng)冷卻器H215冷卻至40進(jìn)入R302。塔底物料經(jīng)冷卻器H214冷卻后直接或用B207泵輸送去原料一罐區(qū)。三、工藝流程四、目前存在的問(wèn)題及解決辦法1、裝置存在的主要問(wèn)題甲醇回收系統(tǒng)腐蝕嚴(yán)重；催化劑更換周期偏短；尾氣排放量大。2、裝置存在問(wèn)題的解決甲醇回收系統(tǒng)腐蝕嚴(yán)重 甲醇回收系統(tǒng)腐蝕主要是酸腐蝕，酸來(lái)源于催化劑攜帶的殘算和甲醇帶入的甲酸，在醚后碳四進(jìn)入萃取塔前加裝陰離子交換床或堿洗罐可以有

8、效地緩解腐蝕，此外還可以采取定期換水的辦法解決，目前我們采用的就是此方法。催化劑更換周期偏短催化劑更換周期偏短是裝置擴(kuò)能改造遺留的問(wèn)題，裝置擴(kuò)能改造時(shí)沒(méi)有對(duì)反應(yīng)器進(jìn)行改動(dòng)，催化劑裝填量沒(méi)有增加。目前采取的解決辦法是增加保護(hù)床催化劑更換頻率，將保護(hù)床催化劑更換頻率增加至每年3臺(tái)次；采用D005型高活性催化劑。尾氣排放量大 按照設(shè)計(jì)，裝置不產(chǎn)生尾氣，由于原料中C3組分含量遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)值，裝置不得不進(jìn)行尾氣排放。尾氣曾回入裂解氣壓縮機(jī)二段入口，也曾經(jīng)并入燃料氣，最終都因?yàn)闊o(wú)法操作而終止，目前尾氣只能排入火炬，沒(méi)有好的利用方法。五、裝置的技術(shù)發(fā)展方向MTBE裝置采用的一段列管式固定床二段筒式固定床工藝是

9、目前最落后的工藝，該工藝流程長(zhǎng)，能耗高，特別是丁烯-1生產(chǎn)部分，需要經(jīng)過(guò)粗提和精提兩道工序，使得丁烯-1生產(chǎn)成本大幅度提高。目前比較先進(jìn)的MTBE生產(chǎn)工藝是催化蒸餾工藝，一段反應(yīng)器采用混相床或固定床，二段反應(yīng)器和兩臺(tái)分離塔合并成一臺(tái)催化蒸餾塔，甲醇回收采用吸附回收方法，醚后碳四經(jīng)過(guò)嚴(yán)格精餾直接生產(chǎn)精丁烯，工藝流程大大縮短，產(chǎn)品能耗下降。目前還發(fā)展了汽油加氫與醚化同時(shí)進(jìn)行的工藝。比照原設(shè)計(jì)工藝，MTBE裝置已經(jīng)進(jìn)行了一定程度的優(yōu)化，主要是在反應(yīng)器的操作上引入了混相思想，使得裝置在主要設(shè)備沒(méi)有進(jìn)行改動(dòng)的情況下處理能力增加了一倍，裝置處理能力提高后能耗得到了降低。就裝置目前狀況來(lái)說(shuō)，進(jìn)行改造的意義已

10、經(jīng)不大，發(fā)展方向是全面進(jìn)行更新。六、裝置進(jìn)行過(guò)的技術(shù)改造及改造后裝置的情況裝置進(jìn)行的技術(shù)改造情況 裝置自建成投產(chǎn)以來(lái)進(jìn)行了大大小小十幾次技術(shù)完善，主要的有如下幾項(xiàng)：（1）取消了R101、R206/1.2罐 。由于罐區(qū)與裝置較近，原料C4靠球罐壓力直接進(jìn)入B101/1.2。粗丁烯-1產(chǎn)品不經(jīng)R206/1.2，直接進(jìn)入R302/1.2。（2）取消了R104、R106緩沖罐，靠一、二反自身壓力直接為T(mén)101、T201塔進(jìn)料。節(jié)省了電力。減少了消耗，簡(jiǎn)化了操作程序。（3）取消了泵的冷卻水，吹掃蒸汽，修改了泵的N2吹掃流程。便于泵的檢修，置換物料。（4）增加了T205系統(tǒng)走旁路的跨線，當(dāng)原料滿(mǎn)足脫除異丁

11、烯后正丁烯含量達(dá)到粗丁烯質(zhì)量要求時(shí)，停開(kāi)T205，以降低裝置能源消耗。（5）2000年10月15日，裝置進(jìn)行了擴(kuò)能及儀表改造，裝置處理能力由4.0t/h提高到6.0t/h，控制儀表由DDZ型儀表改為DCS控制（6）2001年11月，為配合塑料廠線性裝置改造，裝置新增加了F103和H218，目的在于提高異丁烯轉(zhuǎn)化率和保證高溫季節(jié)T202正常運(yùn)行。（7）2006年9月T202出料線加裝過(guò)濾器。（8）2007年7月裝置控制系統(tǒng)進(jìn)行了全面升級(jí)。裝置技術(shù)改造后情況 裝置進(jìn)行的幾次改造是圍繞降低裝置操作難度、簡(jiǎn)化流程、優(yōu)化操作和提高自控水平來(lái)進(jìn)行的，經(jīng)過(guò)技術(shù)改造，裝置流程大為簡(jiǎn)化，操作難度降低，加工能力大

12、幅度上升，自控水平大幅度提高，幾次主要的技術(shù)改造縮短了裝置與先進(jìn)工藝技術(shù)之間的差距，創(chuàng)效能力提高。附錄資料：不需要的可以自行刪除液壓缸焊接工藝規(guī)范 目的和適用范圍本規(guī)范規(guī)定了液壓缸焊接件的技術(shù)要求及檢驗(yàn)規(guī)則。本規(guī)范適用于我公司所有液壓缸焊接件的CO2/MAG氣體保護(hù)焊及焊條手工電弧焊接。對(duì)有特殊要求的，可參照此規(guī)范或按相關(guān)技術(shù)協(xié)議執(zhí)行。本規(guī)范引用如下標(biāo)準(zhǔn) GB/T 985 氣焊、手工電弧焊焊及氣體保護(hù)焊焊縫坡口的基本形式與尺寸GB/T 3323-2005 鋼溶化焊對(duì)接接頭射線照相和質(zhì)量分級(jí)GB/T 6417.1-2005 金屬溶化焊焊縫缺陷分類(lèi)及說(shuō)明GB/T 8110 氣體保護(hù)電弧焊用碳鋼、低

13、合金鋼焊絲GB/T 12469-1990 焊接質(zhì)量保證鋼熔化焊接頭的要求和缺陷分級(jí)GB/T 15830-1995 鋼制管道對(duì)接環(huán)焊用技術(shù)條件JB/T 6046 碳鋼、低合金鋼焊接構(gòu)件縫超聲波探傷方法和檢驗(yàn)結(jié)果的分級(jí)JB/T 5943-1991 工程機(jī)械 焊接件通焊后熱處理方法XYG8-10 抽樣檢查方法技術(shù)要求3.1. 液壓缸焊接件的制造應(yīng)符合經(jīng)規(guī)定程序批準(zhǔn)的產(chǎn)品圖樣及技術(shù)文件和本標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定3.2.CO2鋼瓶的使用要求 常溫（20 C50C）下瓶裝液態(tài)CO2壓力應(yīng)在5MPa以上，瓶中壓力小于1MPa時(shí)不得再繼續(xù)使用，不用時(shí)鋼瓶應(yīng)放完余氣以備再次充裝。3.3. 焊接件材料和焊接材料3.3.1 用

14、于焊接件的材料鋼號(hào)、規(guī)格尺寸等應(yīng)符合圖樣要求，檢驗(yàn)合格后方可使用。常用鋼號(hào)為Q235、20、35、45、27SiMn。3.3.2 用于焊接的材料和焊接材料進(jìn)廠時(shí)應(yīng)按材料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，檢驗(yàn)合格后方可使用。3.3.3 焊接材料選用應(yīng)按工藝技術(shù)文件的規(guī)定，凡技術(shù)文件中未明確規(guī)定焊條、焊絲型號(hào)時(shí)，焊條型號(hào)為E5016；焊絲型號(hào)為ER50-6，如需高強(qiáng)度焊絲時(shí)應(yīng)選用HO8Mn2SiMoA.焊絲應(yīng)符合GB/T 8110標(biāo)準(zhǔn)。3.3.4 焊條在施焊前必須烘干，烘干后的焊條在一天內(nèi)使用，超過(guò)一天，必須重新烘干，烘干次數(shù)不得超過(guò)三次。3.4 焊前要求3.4.1 全部零件須檢驗(yàn)合格后，方可組裝。3.4.2 組裝焊接零

15、件的焊縫坡口形式與尺寸及焊縫間隙應(yīng)符合經(jīng)規(guī)定程序批準(zhǔn)的產(chǎn)品圖樣及技術(shù)文件。設(shè)計(jì)編制工藝要求符合GB/T 985的規(guī)定。3.4.3 CO2或混合保護(hù)氣體焊前必須放水提純。3.4.4 焊接前需將距焊縫邊緣（不小于10mm）范圍內(nèi)焊接結(jié)構(gòu)表面上的鐵銹、油、油漬、塵土等雜物除凈，并去除潮濕。焊絲、焊條無(wú)缺損及油污。3.4.5 液壓缸用油管、芯管、缸體等過(guò)油腔體施焊前，必須對(duì)管內(nèi)外表面進(jìn)行酸洗、磷化或噴砂處理除銹。3.4.6 焊前預(yù)熱處理凡公稱(chēng)尺寸200mm的45#鋼材料必須進(jìn)行焊道預(yù)熱處理，預(yù)熱溫度為200C250C。特殊要求除外。3.5 焊接要求3.5.1 定位焊采用的焊接規(guī)范應(yīng)與正式焊接時(shí)相同3.

16、5.2 首次采用焊接的新牌號(hào)鋼材、新焊條、新焊絲的焊接工藝、新的焊接方法等，必須在正式施焊前做出工藝評(píng)定，評(píng)定合格后方能施焊。3.5.3 禁止在非焊縫區(qū)引弧，焊接工藝參數(shù)應(yīng)符合工藝要求。3.5.4 在焊接過(guò)程中對(duì)粗糙度要求Ra3.2以上的表面應(yīng)加以保護(hù)。3.5.5 對(duì)圖樣及工藝規(guī)程中焊接表示不明確的零件不得焊接，經(jīng)技術(shù)部門(mén)相關(guān)人員解釋后方可施焊。3.6 焊后要求3.6.1 焊后應(yīng)去除焊瘤、焊漬、保證焊縫表面的平整，對(duì)于未清理焊縫的工件視為不合格品。3.6.2 沒(méi)有特殊要求的焊縫不得打掉余高。3.6.3 除特殊部位需要焊后低溫?zé)崽幚淼牧慵垂に囈髤?shù)焊后熱處理，其余需要焊后熱處理的焊接件應(yīng)符合

17、JB/T 6046標(biāo)準(zhǔn)。3.6.4 對(duì)有油口、接頭座、油管、螺紋等的焊接件，應(yīng)特別注意避免磕碰，按相應(yīng)的防護(hù)工藝規(guī)范加以保護(hù)。3.6.5 焊接接頭缺陷根據(jù)GB/T 6417.1-2005標(biāo)準(zhǔn)，將焊接缺陷分為六大類(lèi)來(lái)判斷：裂紋、孔穴、固體夾雜、未熔合和未焊透、形狀缺陷、其他缺陷。根據(jù)GB/T 3323-2005標(biāo)準(zhǔn)中，按缺陷的性質(zhì)、缺陷的尺寸及數(shù)量將焊縫質(zhì)量分為、共四級(jí)（質(zhì)量依次降低），按規(guī)定我廠液壓缸焊接件的焊縫質(zhì)量等級(jí)為不低于級(jí)。3.6.6 液壓缸常見(jiàn)焊接形式的焊縫收弧位置見(jiàn)表1的要求。3.6.7 外部形狀缺陷應(yīng)符合表2的要求。3.6.8 焊縫的內(nèi)部缺陷應(yīng)符合表3的要求。3.6.9 有密封性

18、要求的液壓缸零件焊縫，不得有滲漏。3.6.10 焊后按要求打上焊工的印記。檢驗(yàn)規(guī)則4.1 焊接件的質(zhì)量應(yīng)按圖樣、工藝文件及本標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)。4.2 焊縫的外部幾何形狀用量具或樣板逐件檢驗(yàn)，焊縫收弧位置應(yīng)符合表1的規(guī)定，外部形狀缺陷應(yīng)按表2逐件進(jìn)行檢驗(yàn)。4.3 焊縫的內(nèi)部缺陷按XYG8-10抽樣檢查方法進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)，應(yīng)符合表3的規(guī)定。4.4 密封檢驗(yàn)、探傷及機(jī)械性能檢驗(yàn)按圖樣、相關(guān)技術(shù)文件或定貨技術(shù)要求中的規(guī)定進(jìn)行。4.5 規(guī)定公稱(chēng)尺寸200mm的缸筒、法蘭及活塞桿上環(huán)形焊縫按工藝要求檢查表面產(chǎn)生的氣孔、裂紋，可用表面著色法檢驗(yàn)。4.6 規(guī)定公稱(chēng)尺寸200mm的缸筒、法蘭及活塞桿上環(huán)形焊縫按工藝要檢查內(nèi)部的氣孔、裂紋、固體夾渣、未熔合和未焊透缺陷，可用超聲波探傷檢查，探傷長(zhǎng)度不小于焊縫全長(zhǎng)的30%，當(dāng)發(fā)現(xiàn)缺陷時(shí)應(yīng)加大透視長(zhǎng)度，以及全部焊縫進(jìn)行透視。4.7 凡評(píng)定為不合格的焊縫，須經(jīng)技術(shù)質(zhì)量部門(mén)的同意后方可返修，同一焊縫最多返修次數(shù)不多于兩次。表1 液壓缸常見(jiàn)焊接形式的焊縫收弧位置序號(hào)項(xiàng)目簡(jiǎn)圖說(shuō)明1缸底軸測(cè)圖：類(lèi)似起重機(jī)支腿缸、伸臂缸焊平缸底，外部有油管等小件的工件，缸底焊縫收弧位置如左圖，在油管或接頭下方附近偏15度左右的位置處收弧類(lèi)似起重機(jī)變幅液壓缸的帶銷(xiāo)軸孔的缸底，收弧點(diǎn)與油杯位置方向保持一致；若無(wú)油杯；收弧