气分MTBE装置技术讲座..ppt

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 6 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 3C2C3C4C5C3C4C5CO3 12 五 装置工艺原则流程图 C2 C3 C4 C5C2 C3C2C 3T201T202T203AT203BCO3C4C5C3 13 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 15 六 装置的工艺控制指标2 主要工艺控制指标 16 七 装置物料及能量平衡1 物料平衡 17 2 能量平衡 18 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 22 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 3 25 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C4 28 五 装置工艺原则