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1MTBE/丁烯-1装置操作工技能培训教材2第一章基础知识1.1概述1.1.1发展历程1.1.2目前状况1.1.3发展趋势1.2原料1.2.1碳四1.2.2甲醇1.2.3碳四烯烃物化性质1.2.4甲醇物化性质1.2.5催化剂1.3产品1.3.1.甲基叔丁基醚1.3.2.第二章工艺流程及技术特点2.1MTBE合成2.1.1MTBE化学反应热力学2.1.2MTBE化学反应动力学2.1.3MTBE反应典型工艺流程2.1.4MTBE反应技术特点2.1.5MTBE反应的主要影响因素2.2MTBE精馏技术2.2.1热旁通压力控制原理及工艺流程2.2.2三通阀塔顶压力控制原理和工艺流程2.2.3卡脖子压力控制原理和工艺流程2.2.4用冷却水量控制塔顶压力2.3甲醇萃取和回收2.3.1甲醇萃取2.3.2甲醇回收2.3.3甲醇/水塔闪蒸罐的设置2.4精馏2.4.1精馏原理2.4.2精馏流程3第三章主要设备3.1MTBE合成反应器3.1.1结构和作用3.1.2检查和维护3.2共沸蒸馏塔3.2.1结构和作用3.2.2检查和维护3.3反应塔3.3.1结构和作用3.3.2检查和维护3.4萃取塔3.4.1结构和作用3.4.2检查和维护3.5甲醇/水塔3.5.1结构和作用3.5.2检查和维护3.6MTBE精制塔3.6.1结构和作用3.6.2检查和维护第四章装置开车操作4.1开车注意事项4.1.1检查4.1.2引公用工程4.1.3吹扫4.1.4气密4.1.5置换4.1.6装催化剂4.1.7催化剂水洗4.1.8催化剂甲醇浸泡4.1.9甲醇回收4.1.10联锁调校4.2醚化反应开车4.2.1注意事项4.2.2开车44.3醚化精馏开车4.3.1注意事项4.3.2开车4.4甲醇萃取开车4.4.1注意事项4.4.2开车4.5甲醇回收开车4.5.1注意事项4.5.2开车4.6精馏开车4.6.1注意事项4.6.2开车第五章正常操作5.1正常操作注意事项5.1.1切水操作5.1.2联锁操作5.1.3取样操作5.1.4升降负荷操作5.1.5控制阀改旁通操作5.2醚化反应的操作5.2.1醇烯比调整的操作5.2.2醚化反应转化率的调节5.2.3醚化反应床层温度的调节5.2.4醚化反应器催化剂甲醇浸泡指标5.2.5外循环流量的调节5.2.6反应器内催化剂的跑损及处理方法5.2.7转化率的计算5.2.8醇烯比的计算5.3MTBE催化精馏的操作5.3.1反应塔中的催化剂装填结构5.3.2MP-Ⅲ型催化剂的装填方法5.3.3反应塔反应段补加甲醇5.3.4催化床层温度的调节5.3.5塔顶压力的调节5.3.6塔顶回流量的调节5.3.7MTBE产品质量的调节55.3.8精MTBE产品质量的调节5.3.9选择性的计算5.3.10收率的计算5.4MTBE共沸精馏的操作5.4.1共沸混合物的特性及进料组成5.4.2共沸蒸馏塔的主要控制条件及指标5.4.3共沸蒸馏塔液泛的处理5.4.4共沸蒸馏塔灵敏点温度控制5.4.5共沸蒸馏塔的回流比影响5.4.6共沸蒸馏塔操作压力和供热蒸汽量对MTBE纯度的影响5.4.7回流比的计算5.5萃取塔的操作5.5.1萃取塔界面失灵处理方法5.5.2萃取塔压控失灵处理方法5.5.3萃取塔塔顶未反应C4带水原因5.5.4萃取水对萃取效果的影响及调节5.6甲醇/水塔的操作5.6.1进料温度的调节5.6.2塔顶温度的调节5.6.3甲醇/水塔的甲醇进料调整5.6.4甲醇/水塔的主要操作条件5.6.5灵敏板温度的调节5.7精馏开车5.7.1精馏塔液位调节5.7.2精馏塔回流罐液位调节5.7.3精馏塔塔顶压力调节5.7.4中间罐的使用5.7.5第一精馏塔塔底粗中杂质含量超标的调整5.7.6第一精馏塔塔顶采出物料中含量的调整5.7.7第二精馏塔塔顶产品中重组分含量超标的调整5.7.8第二精馏塔塔底采出物料中含量超标的调整第六章装置停车操作6.1停车注意事项6.2停车准备6.3醚化反应停车6.4醚化精馏停车66.4.1共沸蒸馏塔的停车6.4.2反应塔的停车6.5甲醇萃取停车6.6甲醇回收停车6.7二烯烃加氢停车6.8精馏停车6.8.1正常停车6.8.2临时停车6.8.3紧急停车第七章事故判断及处理7.1事故现象的判断7.2事故处理的原则7.3停公用工程事故的处理7.3.1停水的处理7.3.2停电的处理7.3.3停汽的处理7.3.4停仪表风的处理7.4设备超压、超温的应急预案7.5危险化学品泄漏的应急预案7.5.1甲醇7.5.2MTBE7.6防雷防震预案7.6.1防雷7.6.2防震7.7防台防汛预案7.7.1台风7.7.2潮水7.8火灾爆炸事故的处理7.9典型事故案例分析第八章安全、环保和节能78.1原料及产品的规格、特性及安全规定8.1.1原料8.1.2催化剂8.1.3产品MTBE的性质8.1.4危害性及安全规定8.2安全使用与防护8.2.1采用的主要标准、规范8.2.2潜在危险性分析8.2.3主要安全卫生防范措施8.2.4特殊安全防护的要求的设备8.2.5安全仪表系统（SIS）8.2.6预期效果评价8.2.7各类装置安全设施的使用方法8.3消防、气防要求`8.4装置的“三废”治理8.4.1采用的主要标准规范8.4.2主要污染物及其排放8.4.3环保措施8.4.4预期效果8.5节能降耗8.5.1节能的管理途径8.5.2节能的技术途径8第一章基础知识1.1概述1.1.1发展历程甲基叔丁基醚(methyltertiarybutylether，简称MTBE，又称2-甲氧基-2-甲基丙烷（2-methoxy-2-methyl-propane），结构式CH3OC（CH3）3，分子式C5H12O，分子量88.15。MTBE在1904年首次被合成并被表征其特性。在第二次世界大战期间，美国的研究工作验证了MTBE作为汽油高辛烷值添加剂的作用。国际上二十世纪50年代末、60年代初开发了MTBE的生产工艺。60年代至70年代进行中型试验，开发MTBE的工业生产工艺和工程技术的同时，进行MTBE作为汽油高辛烷值添加剂的使用试验和MTBE裂解生产纯异丁烯的开发工作。世界上第一套MTBE工业装置1971年在意大利投产。1979年12月美国第一套MTBE工业装置投产。70年代中期以来，为了保护环境，减少汽车使用含四乙基铅汽油造成的大气污染，美国先后采取了限制和禁止汽油中添加四乙基铅的措施。为了满足提高汽油辛烷值的要求，美国环保局1979年正式批准无铅汽油中使用MTBE添加剂。美国1990年颁布的清洁空气法修正案规定：降低汽油的蒸气压和芳烃含量，在汽油中添加含氧化合物以减少汽车排出废气中的CO、NOX和挥发性有机化合物；在CO排放不达标的地区，实施使用含氧化合物汽油计划，汽油中最低含氧量摩尔分数不得低于2.7%；在臭氧污染严重的地区，常年使用新配方汽油，其最低含氧量为2.0%。1979年美国使用MTBE16kt，1980年278kt，1985年1395kt，1990年3945kt，1995年9927kt。西欧1973年开始把MTBE用作提高汽油辛烷值的添加剂。其他地区和国家从80年代开始，逐步推行汽油限铅、禁铅和使用MTBE添加剂的计划。1985年世界MTBE生产能力为2449kt，其原料异丁烯的来源为：乙烯厂66%，炼油厂23%，叔丁醇11%。1994年世界MTBE生产能力为19853kt，其原料异丁烯的来源为：油田丁烷34%，炼油厂28%，乙烯厂20%，叔丁醇18%。如果把目前已经投产、正在建设和正在设计的以油田丁烷为原料的MTBE装置都包括在内，用油田丁烷得到的异丁烯生产MTBE的装置能力约占目前世界MTBE生产能力的950%。美国是世界上生产和消耗MTBE最多的国家。美国的炼油能力、乙烯产能和石化产品产能均居世界首位，同时美国又有比较丰富的油田气资源，所以美国生产MTBE的原料异丁烯来源不同于其他国家。90年代初，炼油厂和乙烯厂的异丁烯约占33%，从叔丁醇得到的异丁烯约占51%，使用油田气得到的异丁烯约占16%。MTBE作为具有高辛烷值车用汽油添加组分，对国内车用汽油无铅化、汽油质量升级以及清洁汽油生产和出口均发挥了积极作用。已成为我国无铅汽油，特别是高标号汽油不可缺少的调合成分。我国依靠自己的科技力量成功地开发了不同类型的MTBE合成工艺，其技术水平与国外相比毫不逊色。MTBE的工业应用，为我国炼油和石油化工事业的发展和环境保护作出了应有的贡献。中国的MTBE技术开发起步较晚，在上世纪70年代末，先后有十多单位开始研究。在80年代初期，国内有组织地进行了MTBE生产技术开发。1984年，齐鲁石化公司橡胶厂建成我国第一套5500吨/年MTBE生产装置。在有关单位密切合作下，先后完成了一系列MTBE生产技术的开发。齐鲁石化公司研究院、北京设计院等单位联合开发了列管反应技术、筒式外循环反应技术、混相反应技术、催化蒸馏技术和混相反应蒸馏技术。洛阳工程公司开发了膨胀床反应技术，吉林化学工业公司开发了筒式外循环反应技术。到2006年，采用国内开发的技术在我国已建成60余套MTBE装置，总生产能力已超过250万吨/年。1.1.2目前状况随着MTBE需求量的增长，促进了MTBE生产技术的发展。近20年来，在扩大原料来源、改进生产工艺、降低生产成本、扩大生产装置规模、提高经济效益等方面都取得了很大进展。目前，世界上有40多个国家和地区生产MTBE，2006年年产量已经超过3000万吨。表1-1世界各地区历年MTBE生产能力（万吨/年）地区197519801988199019952000北美060364.5506.81550.01650.0拉美0014.718.7230.0230.010西欧10.044.2212.5279.9467.0467.0东欧0028.343.849.8252.0中东0054.054.0400.0400.0非洲000064.764.7亚洲0033.546.1137.0227.0大洋洲000014.029.0总计10.0104.2705.5949.32912.53319.7到2006年我国投产和在建的MTBE装置生产能力达到250万吨/年。表1-2我国MTBE装置生产能力（万吨/年）序号应用厂家名称生产能力采用的技术投产日期1齐鲁公司橡胶厂0.55列管反应器1984.32大庆石化总厂2.0列管反应器1988.83齐鲁公司橡胶厂4.0筒式反应器1987.84泰州炼油厂(1.0)2.0（筒反）混反+催化蒸馏2003.75广州石化总厂4.0筒式反应器1989.106独山子炼油厂2.5筒式反应器1995.87兰州炼油厂(3.0)6.0混相床20048茂名石化公司4.0筒式反应器1996.99兰化公司橡胶厂1.5混相反应蒸馏1997.1010上海石化总厂（4.0）7.4筒式反应器+催化蒸馏2002.611玉门炼油厂2.0筒式反应器+催化蒸馏正在建设12吉化锦江油化厂3.0混相反应蒸馏1999.1013武汉石化总厂（2.0）6.0筒式反应器+催化蒸馏2005.1014金陵石化总厂(2.0)7.5（筒反）混反+催化蒸馏2001.1015洛阳炼油厂0.2催化蒸馏1991.91116沧州炼油厂(1.0)2.0混反+催化蒸馏2000.717哈尔滨炼油厂(1.0)5.0混反+催化蒸馏2002.318锦西炼化总厂2.0混反+催化蒸馏1994.1119九江炼油厂2.0混反+催化蒸馏1995.820济南炼油厂(2.0)3.5混反+催化蒸馏2000.521大连石化公司(3.0)9.0筒反+催化蒸馏1998.1022天津石化公司1.0混反+催化蒸馏2001.1023福建炼油厂(2.0)3.0(筒反)混相床1997.536茂名乙烯工程4.0筒反+催化蒸馏199637抚顺乙烯1.0筒反+催化蒸馏200038淄博齐翔腾达有限公司1.0筒反+催化蒸馏200439南京扬子炼化公司4.0筒反+催化蒸馏2004.840中原石油化工公司4.0筒反+催化蒸馏2004.1041淄博汇丰化工有限公司2.0混反2004.1042海南炼油厂10