气分MTBE装置技术讲座.

1气分、MTBE装置简介2主要内容：一、气分装置（一）装置概述（二）装置的工艺特点（三）装置安全特点（四）装置的基本原理（五）装置工艺原则流程图（六）装置的工艺控制指标（七）装置物料及能量平衡（八）装置技术改造（九）装置的现状分析(十)、装置下一步的工作重点二、MTBE装置（一）装置概述（二）装置的工艺特点（三）装置的基本原理（四）装置工艺原则流程图（五）装置的工艺控制指标（六）装置物料及能量平衡（七）装置技术改造（八）装置的现状分析（九）装置下一步的工作重点3第一部分:气体分馏装置简介4(一)、装置慨述本装置所使用的仪表为FC系列可编程调节器，主要控制方案有：T201顶压力采用分程控制、T203顶压力采用“热旁路”控制、塔底温度采用与重沸器热源介质流量串级控制。装置占地面积63×62=3906平方米。本装置共有设备71台，其中塔10台，冷凝冷却器14台，空冷器3台，换热器5台，容器14台，机泵23台，升压器2台。5表1设备概况表设备名称总数（台）气分（台）精制（台）设备名称总数（台）气分（台）精制（台）塔类1046机泵23212冷却器1414空冷器33换热器55升压器22容器14113合计7158136二、装置的工艺特点确定合理的流程方案，这涉及到生产能力、工艺要求、产品质量、设备投资、消耗、操作等方面的问题，根据我公司生产工艺总体流程安排，确定我装置为采用能生产精丙烯、丙烷和混合C4的三塔流程，从操作和投资费用来考虑，此方案优于其他方案，由于后部无配套装置，因此混合C4不作进一步的分离7三、装置安全特点气体分馏装置的任务是以液化石油气为原料生产合格的精丙烯、丙烷和混合C4馏分，从原料到产品这些物质具有闪点低、引烃能量小、爆炸下限低、爆炸范围大等特点，一旦发生泄漏，遇着火源就有燃烧、爆炸的危险，所以它们均属于易燃易爆危险品。根据国家有关规定，本装置属于甲A类火灾危险的场所。8四、气体分馏装置的基本原理气体分馏装置是以液化气为原料,通过分馏生产出精丙烯、丙烷和混合C4馏分的过程。分馏是利用烃类的物理性质的差异进行组分分离的物理方法，即根据被分离组分的相对挥发度的不同进行分离，这就是分馏过程。气体分馏是根据在一定的温度、压力条件下，混合物中各组分的相对挥发度不同而进行气体分离的一种方法。气体分馏工艺最基本的设备是由精馏塔、冷凝冷却器和重沸器组成的。塔内装设塔板。进料板以上为精馏段，进料9四、气体分馏装置的基本原理板以下为提馏段，塔内进行精馏过程。原料进入进料板，其汽、液相在进料板的温度、压力下分别与塔内的汽、液相混合后，汽相上升到精馏段，液相下流到提馏段。通过塔板的精馏作用，沿塔高向上，轻组分浓度递增，温度递减；沿塔高向下，重组分浓度递增，温度递增。塔顶馏出物经塔顶冷凝冷却器冷凝冷却，一部分抽出作为塔顶产品，一部分送回塔顶作塔顶回流。塔底由重沸器提供热量，将塔底物加热，使塔底物中所含部分轻组分蒸发，作为塔内蒸汽。塔底（或重沸器）液相抽出一部分送回塔内，一部分作为产品。10四、气体分馏装置的基本原理气体分馏的基本工艺过程示意见下图。冷却器精馏塔塔顶馏出物进料重沸器塔底物11五、装置工艺原则流程图C2.C3C2C=3C2C3C4C5C3C4C5CO312五、装置工艺原则流程图C2.C3.C4.C5C2.C3C2C=3T201T202T203AT203BCO3C4C5C3V201V202V203V20413五、装置工艺原则流程图V-01G-01/ABG-02G-03G-04精丙烯丙烯来14六、装置的工艺控制指标1、原料及产品质量控制指标项目设计指标实际控制碳二含量%（重）≤2≤1碳五含量%（重）≤3≤1总硫PPM≤20≤20水PPM≤500≤500丙烯纯度%（重）≥99.5≥99.6丙烯含水PPM≤100≤100丙烯总硫PPM≤5≤5丙烷纯度%（重）≥87≥9015六、装置的工艺控制指标2、主要工艺控制指标项目设计指标实际控制T201进料温度℃7170T201顶压MPA1.851.80T201底压MPA1.951.85T201底温℃104.8100T201顶回流比%2.42.4T201顶回流温度℃41.832T202顶压MPA2.652.15T202顶回流比%17.615T203/A底温℃57.556.5-57.5T203/B顶压MPA1.851.7016七、装置物料及能量平衡1、物料平衡：物料名称设计1999年（改造前标定）2000年（改造后标定）收率%收率%收率%入方液态烃100100100出方精丙烯33.1034.4833.19丙烷馏分9.247.395.57叠合原料55.4156.6559.88燃料气+损失2.251.481.36丙烯回收率9394.2796.78172、能量平衡名称单耗/吨原料设计1996年（标定）2000年（标定）循环水t/t61.1994.00108.04电Kw.h(度)/t11.849.155.2761.0Mpa蒸汽t/t0.230.900.905110℃热水t/t12.58凝结水t/t-0.23-0.905新鲜水t/t0.30单位能耗万大卡/吨57.0785.1174.9418第二部分:MTBE装置简介19一、装置慨述本装置设计生产规模为年产2万吨MTBE产品，由洛阳工程公司设计。装置的原料为气体分馏装置生产的混合C4组分和外购的甲醇，在催化剂作用下，经过反应、分馏、萃取、回收的工艺过程，生产出MTBE（纯度≥95%）和未反应C4。20一、装置慨述本装置所使用的仪表为SMAR公司生产的、以四回路调节器（CD600）作为控制单元的小型集散控制系统，用其对全装置进行集中管理和控制。主要控制方案有：反应进料即以混合C4流量为主回路，甲醇流量为付回路的双闭环比值控制系统、共沸塔底温度与重沸器热源介质流量组成串级控制系统、甲醇精馏塔塔底液位与塔底抽出流量组成均匀控制系统。装置占地面积62×62=3844平方米。本装置共有设备48台，其中反应器2台，塔3台，冷凝冷却器9台，换热器6台，容器11台，机泵17台。21表1设备概况表设备名称总数（台）设备名称总数（台）塔类3机泵17冷却器9反应器2换热器6容器11合计4822二、装置的工艺特点本装置采用膨胀床、固定床结合，低醇烯比的MTBE合成技术，即混合C4中的异丁烯和甲醇合成MTBE的工艺过程，该设计异丁烯的转化率达到90%以上，具有以下特点：1、膨胀床反应器具有结构简单，装卸催化剂简易方便等优点，而且径向温度分布梯度小，有利于反应热扩散，不易由于局部超温而使催化剂受损，引起二甲醚（DME）、二聚异丁烯等付产物增多。23二、装置的工艺特点2、采用低醇烯比将有利于减少DME(付反应产物)的生成以满足下游装置进料的要求。3、降低醇烯比还有利于减少甲醇回收系统的设备尺寸及能耗。24三、装置的基本原理MTBE（甲基叔丁基醚）是用于生产新配方汽油的优良调和组分，是实施汽油无铅化的重要手段之一。它可以代替四乙基铅作为高辛烷值汽油的添加剂，其马达法辛烷值101，研究法辛烷值118。MTBE的合成是在催化剂的作用下，混合C4中的异丁烯和甲醇反应制得的。具体反应过程如下，其反应是一个可逆放热反应。CH3OH+(CH3)C=CH2===CH3O-C(CH3)325四、装置的工艺原则流程图该装置由反应部分、产品分离部分及甲醇回收部分组成。其流程有以下特点：1、反应部分由一个膨胀床反应器和一个固定床反应器组成，为取走反应热，膨胀床反应器采用了外循环冷却取热，因在一级膨胀床反应器中异丁烯已反应80%以上，固定床反应器异丁烯转化率较低，反应温升很小，故固定床反应器不设外循环冷却取热。26四、装置的工艺原则流程图2、产品分离部分采取先共沸蒸馏，分离出MTBE产品，然后用无离子水为萃取剂，萃取脱除C4中的MeOH，这种产品分离流程，可避免因水洗脱除MeOH，再蒸馏分离的C4和MeOH而引起的MTBE产品的部分损失和含水MTBE产品的干燥问题。27五、装置工艺原则流程图R201R202T201T202T203甲醇混合C4MTBE产品未反C428五、装置工艺原则流程图V201V205T201T202T203R20129六、装置的工艺控制指标1、主要工艺控制指标项目设计指标实际初期后期一反入口温度（℃）485040出口温度（℃）807060压力Mpa(绝）1.41.41.15醇烯比甲醇/异丁烯（分子比）0.950.950.95循环比（重量）1.51.51.5二反入口温度（℃）40.84840出口温度（℃）48.26345压力Mpa(绝）1.381.381.10异丁烯转化率（%）90909230六、装置的工艺控制指标1、主要工艺控制指标项目设计指标实际控制T201进料温度℃61.560T201顶压MPA0.650.65T201底温℃128.8125T201顶回流量109T202顶压MPA0.600.5T202温度℃3535T202料水比2.75:12:1T203底温℃105100T203顶压MPA0.150.1531六、装置的工艺控制指标2、产品质量控制指标项目设计指标实际控制MTBE纯度%（重）≥95≥95未反应C4中MeoH含量≤50PPm(Wt)≤50MTBE含量≤50PPm(Wt)≤50DME含量≤100PPm(Wt)≤10032七、装置物料及能量平衡1、物料平衡：物料名称设计2000年（标定）收率%收率%入方混合C4馏分100100甲醇出方MTBE24.2122.43未反C475.7775.86燃料气+损失0.021.71异丁烯回收率9092.14332、能量平衡名称单耗/吨MTBE产品设计2000年（标定）循环水t/t75.8872.56电Kw.h(度)/t39.0834.491.0Mpa蒸汽t/t1.301.24凝结水t/t-1.30-1.24新鲜水t/t5.475.23单位能耗万大卡/吨109.46104.4034谢谢