MTBE操作运行规程.doc

第一章 装置概况
第一节 装置概况及工艺技术特点
一、装置概况
1、概况
本装置为******有限公司重油催化制烯烃工程中的装置之一，由中国石油天然气华东勘察设计研究院上海分院设计。
本装置以气体分馏装置分出的混合碳四为原料，与外购甲醇进行醚化反应生产高纯度的甲基叔丁基醚（MTBE）。
2、建设规模和操作弹性
本装置年产5万吨MTBE，上限110%（5.5万吨/年），下限80%（4万吨/年）。年开工时数按8000小时计。
装置区占地1428m2,工艺设备总台数为48台，其中：塔类4台；储罐7台；反应器3台；换热器11台；机泵18台；其它类5台。

二、工艺技术特点
1、本装置采用膨胀床-催化蒸馏深度转化合成MTBE组合工艺技术，催化反应精馏的技术，改善了反应和精馏的条件，不仅能产出高质量的MTBE，而且还可使异丁烯转化率达到98%以上。
（1）膨胀床混相反应：碳四中的异丁烯与工业甲醇，以大孔强酸性离子交换树脂为催化剂，在温度为35～75℃, 压力为0.65～0.85MPa(g)的操作条件下合成MTBE。该反应发生于液相中，反应为可逆放热反应。反应压力的选择使反应物料在反应器中部分气化，吸收一部分反应热，其它反应热由循环水冷却器取走，从而达到控制温度的目的。
（2）催化蒸馏：催化蒸馏是将催化反应和蒸馏过程在同一设备中进行的工艺技术。在膨胀床反应后，残余的异丁烯在催化蒸馏塔的反应段继续反应，生成的MTBE随时不断被分离，从而使合成MTBE的反应持续向深度进行。因此，催化蒸馏可以实现异丁烯的深度转化，催化蒸馏中合成MTBE的反应热，被用于使反应物料汽化，因而可节省能量。
2、本装置采用集散型控制系统（DCS）对整个生产过程进行自动控制，反应器进料采用在线分析仪和质量流量计来控制醇烯比。
3、本设计优化了醚化单元工艺流程及设备布置，使装置在不停车的情况下，可更换主反应器的催化剂，提高了装置的开工率，设备布置也降低了主反应器的高度，减少了装卸催化剂的劳动强度。

第二节 工艺原理
在以磺化苯乙烯-二乙烯基苯共聚物为基础的大孔强酸性阳离子交换树脂等酸性催化剂的条件下，异丁烯与甲醇发生醚化反应生成MTBE。
一、反应原理
异丁烯与甲醇的反应是亲电加成过程，在不对称的不饱和烃中，形成双键的电子移向含氢较多的C原子，在酸性催化剂的作用下，首先异丁烯作为质子接受体进行质子化反应，形成活性中间碳正离子，所生成的碳正离子（带δ+指示的）迅速与亲核试剂甲醇的负电荷部分结合，而甲醇的正电荷部分H+则与双键上含氢较多的碳原子（带δ-指示的）结合，从而生成较稳定的醚。
MTBE合成过程的反应机理如下：
CH3 CH3
δ- ∣ ∣
CH3O- +H+ + CH2＝C- CH3→CH3-O-C- CH3
δ+ ︱
CH3
该反应为可逆放热反应，平衡转化率随温度升高而下降。
二、分离原理
C4原料中的异丁烯与甲醇在醚化反应器中生成MTBE，异丁烯的转化率在90~95%之间，反应器出口物料含有MTBE、甲醇和剩余C4。常温下C4的沸点在-11～4℃,MTBE的沸点为55.3℃，甲醇的沸点为64.7℃。从沸点来判断：必须要进行两次蒸馏才能得到纯的MTBE，但实际上因甲醇和C4能形成低沸点共沸物，在蒸馏分离C4和MTBE时，甲醇和C4形成共沸物从分离塔顶排出，MTBE从塔底排出。
甲醇和C4共沸物用萃取方法进行分离，即用萃取液将甲醇从C4中萃取出来，再用蒸馏的方法将萃取相中的甲醇分开。
水是该体系最好的萃取剂，因为水是甲醇的良好溶剂，同时又与C4不溶，而且甲醇在水中的溶解度大于在C4中的溶解度；水与C4有较大的密度差，能使萃取相与萃余相很快地分层，水与甲醇的分离也比较容易。
三、工艺方法
国内外不同生产技术的主要区别在于醚化反应器的型式以及醚化反应与蒸馏于一体的催化蒸馏塔的结构。
本装置采用膨胀床-催化蒸馏深度转化合成MTBE组合工艺技术，以催化制烯烃装置所产液化气中的混合碳四为原料，碳四中的异丁烯与甲醇进行反应，转化为高辛烷值的MTBE产品。所产的MTBE产品去罐区MTBE产品罐，剩余C4送至液化气罐。
该工艺技术为国内自主开发的合成MTBE的工艺，技术先进成熟可靠，分为以下几个单元：
（一）醚化反应单元
来自催化制烯烃装置所产液化气中的混合碳四与甲醇按一定比例混合后在装有磺酸树脂催化剂的膨胀床层反应器中合成甲基叔丁基醚。
主反应方程式如下：
CH3 CH3
∣ ∣
CH3OH + CH2＝C- CH3 → CH3-O-C- CH3
︱
CH3
同时发生的副反应有：异丁烯自聚生成二聚物，甲醇缩合成二甲醚（DME）、异丁烯水合生成叔丁醇（TBA）：
1、异丁烯自聚生成二聚物
CH3 CH3 CH3 CH3
∣ ∣ ∣ ∣
CH2＝C + C＝CH2 → CH3 -CH-CH2-CH2-C ＝CH2
∣ ∣
CH3 CH3

主要发生在醇烯比小于1的情况下。
2、甲醇缩合成二甲醚（DME）
2CH3OH → CH3-O-CH3 + H20
甲醇过量越多，生成的二甲醚越多。
3、异丁烯水合生成叔丁醇（TBA）
CH3 CH3
∣ ∣
CH2＝C + H2O → CH3 -C -OH
∣ ∣
CH3 CH3
叔丁醇的生成量与原料含水量有关。
通过选择适当的操作条件及原料配比，控制原料中的水含量，则可将副反应降到很低的程度。
本装置共有3台反应器，物料在反应器中的流向是下进上出，第1个反应器的顶部出料进入反应产物冷却器，由循环水取走部分反应热，进入第2个反应器的底部进料口，再进入第3个反应器底部，第3个反应器顶部出料流出进入催化蒸馏及产品分离单元。
（二）催化蒸馏及产品分离单元
来自醚化单元的物料与催化蒸馏塔的塔釜出料换热后进入催化蒸馏塔，与补充甲醇接触，进行边反应边精馏过程，催化蒸馏塔的塔釜产出纯度不小于98%（重量）的MTBE产品。
因塔较高，本装置催化蒸馏塔分为催化蒸馏塔上塔和催化蒸馏塔下塔。
（三）甲醇萃取和甲醇回收单元
催化蒸馏塔顶含甲醇的剩余碳四，进入甲醇萃取塔，用水作萃取剂将甲醇从C4中萃取出来，使甲醇与剩余碳四分离，含甲醇的萃取液进入甲醇回收塔，用蒸馏的方法将水与甲醇分离，以回收甲醇。

第三节 工艺流程叙述
一、 醚化反应单元
从气分装置来的混合C4馏分经C4过滤器（FI25101AB）及C4聚结脱水器（FI25102AB）进入C4原料罐（V25101），用C4原料泵（P25101AB）升压送至C4-甲醇静态混合器（MI25101）。
从装置外来的甲醇进入甲醇原料罐（V25102），甲醇经甲醇原料泵（P25102AB）升压后，一路送至C4-甲醇静态混合器（MI25101）；另一路补充甲醇送至补充甲醇净化器（V25103），经净化后的补充甲醇送往催化蒸馏塔上塔（T25101B）反应段。
C4原料和甲醇原料通过FV25101和FV25102调节流量（使甲醇与异丁烯的比例为1.05），在混合器（MI25101）中充分混合，C4原料和甲醇的混合物经反应进料加热器(E25101)由1.0MPa蒸汽加热至40℃，混合物料进入醚化反应器（R25101A/B/C）的下部进料口。
醚化反应器（R25101A/B/C）是膨胀床反应器（进料方式为下部进，上部出），共有3台，内装有离子交换树脂，该树脂即可用净化剂，又可用作反应催化剂。
3台反应器串联使用，在开车初期，反应器R25101A/B/C的R25101A将作为首台反应器来使用，经过一段时间的反应后R25101A中催化剂首先失活，这时将进料切换到R25101B，R25101B 、R25101C 分别作为首台和中间反应器继续生产；将R25101A从流程中切出，更换新催化剂后将R25101A切入流程中R25101C的后面，作为末台反应器，投入生产。
经过一段时间的反应后R25101B中催化剂会随后失活，将进料切换到R25101C，R25101C、R25101A分别作为首台和中间反应器继续生产；用同样的方法将R25101B切出，装入新催化剂后切入流程中R25101A的后面作为末台反应器，投入生产；同样，R25101C中的催化剂随后失活，更换催化剂后，将R25101C切入流程中R25101B的后面。反应器具体切换顺序为：
1、 新装置开车：R25101A → R25101B → R25101C；
2、 R25101A更换催化剂后：R25101B → R25101C → R25101A；
3、 R25101B更换催化剂后：R25101C → R25101A → R25101B；
4、 R25101C更换催化剂后：R25101A → R25101B → R25101C；
依此类推，循环更换催化剂，实现催化剂的不停车更换，提高了装置开工率。
在反应器内，C4馏分中异丁烯与甲醇在催化剂的作用下发生醚化反应生成甲基叔丁基醚MTBE。该反应为可逆放热反应，虽选择性很高，在反应条件下仍有少量副反应发生：异丁烯水合生成叔丁醇（TBA），异丁烯自聚生成二聚物（DIB），甲醇缩合生成二甲醚（DME），正丁烯与甲醇生成甲基仲丁基醚（MSBE）等副反应。反应条件选择适当可使副反应控制在有限范围内。
从反应器R25101A顶部出来温度为74.2℃的一级反应产物经压控阀PV-25101后进入反应产物冷却器（E25110），由温度控制阀TV-25102控制反应混合物料出口温度为40℃，经E25110冷却进入反应器R25101B进行充分反应，二级反应产物经压控阀PV-25102后进入反应器R25101C进一步进行反应，从醚化反应器R25101C顶部出来的三级反应物料经压控阀PV-25103后进入催化蒸馏单元。

二、 催化蒸馏及产品分离单元
自醚化反应器（R25101C）顶部流出反应产物进入催化蒸馏塔反应进料-MTBE产品换热器（E25102）与催化蒸馏塔下塔塔底MTBE产品换热后，进入催化蒸馏下塔（T25101A），T25101A 共有40层浮阀塔盘，在塔内醚化反应产物进行蒸馏分离。经精馏后，在T25101A塔釜得到纯度大于99%的MTBE产品。产品从塔釜排出，经反应进料-MTBE产品换热器（E25102）与反应进料换热后，再经MTBE产品冷却器（E25105）冷却至40℃后，由MTBE产品输送泵（P25110A/B）送至罐区，T25101A塔釜液位通过LV-25105控制。精馏后的T25101A塔顶碳四馏份进入催化蒸馏上塔（T25101B）的底部，在T25101B中继续进行反应。
催化蒸馏塔下塔（T25101A）底设有催化蒸馏塔底重沸器（E25104），该重沸器以1.0MPa蒸汽作为加热介质，为催化蒸馏塔提供热源，重沸液从塔底进入重沸器，部分汽化后返回催化蒸馏塔下塔（T25101A）底部汽相空间，通过FV-25103调节蒸汽流量来控制塔底温度。
催化蒸馏上塔（T25101B）下部为8段反应填料（8层反应催化剂捆包），上部则为规整填料。
来自甲醇进料泵（P25102A/B）的补充甲醇，经补充甲醇净化器（V25103）净化后，送至催化蒸馏塔上塔（T25101B）反应段催化剂第一床层（控制补充甲醇与异丁烯的摩尔比为2左右）与从塔下部上升碳四中的剩余异丁烯进行反应生成MTBE，使反应向深度进行，以提高异丁烯转化率，催化蒸馏上塔（T25101B）中的异丁烯转化率可达96%。
催化蒸馏塔上塔（T25101B）塔底的MTBE等较重组份由催化蒸馏塔接力泵（P25103A/B）加压送回往催化蒸馏塔下塔（T25101A）的顶部；含异丁烯小于0.20%（重量）的碳四组份从塔顶馏出，经压控阀PV-25104后，分两路分别进入催化蒸馏塔塔顶冷凝器E25103A、E25103B，经冷却至40℃后流入到催化蒸馏塔回流罐（V25104），在塔顶冷凝器（E25103AB）的循环水管上设置了温度调节阀TV-25105来调节回流罐（V25104）中物料的温度，以保证塔顶压力平稳，冷凝液一部分经催化蒸馏塔塔顶回流泵（P25104A/B）加压后，作为T25101B的回流，一部分作为甲醇回收单元—甲醇萃取塔（T25102）的进料。
三、甲醇萃取和甲醇回收单元
自P25104A/B来的（反应剩余甲醇与剩余C4）的共沸物，进入甲醇萃取塔（T25102）下部。萃取水由萃取水泵（P25105）抽出，经萃取水冷却器（E25106）冷却至40℃，进入至甲醇萃取塔（T25102）上部。在甲醇萃取塔中，剩余C4与甲醇的混合物为分散相，萃取水为连续相，两相流体在塔内连续逆向流动，使甲醇被水所萃取。甲醇萃取塔的压力由塔顶出口管线上的压力调节阀PV-25106控制，塔底界面由塔底排出管线上的液位调节阀LV-25107控制。萃余液即基本不含甲醇的剩余C4从塔顶排出至剩余C4罐（V25106），用剩余C4泵（P25107AB）送出装置至罐区。
萃取液为甲醇水溶液，从甲醇萃取塔（T25102）塔底经过甲醇回收塔进料-萃取水换热器（E25107）换热后进入甲醇回收塔（T25103）。
甲醇回收塔（T25103）塔顶馏出物为甲醇、微量水和烃的混合物，经过塔顶冷凝器（E25108）冷凝至40℃后进入塔顶回流罐（V25105），通过TI25151监控回流罐温度以采取相应措施对塔顶压力进行控制。冷凝液用甲醇回收塔回流泵（P25106AB）抽出，其中一部分经调节阀FIC-25108用作甲醇回收塔（T25103）的回流打入塔顶，一部分送至甲醇原料罐（V25102）循环使用。
甲醇回收塔底排出的是基本不含甲醇的水即萃取水，经甲醇回收塔进料-萃取水冷却器（E25107）与甲醇回收塔进料换热冷却后，经萃取水泵（P25105AB）加压，作为甲醇萃取塔（T25102）的萃取水，再经萃取水冷却器（E25106）进一步冷却后，送往甲醇萃取塔（T25102）上部循环使用，萃取水流量由FV-25106控制。
甲醇回收塔底设有重沸器（E25109），该重沸器以1.0MPa蒸汽作为加热介质为回收甲醇塔提供热源，通过FV-25103调节蒸汽流量来控制甲醇回收塔塔底温度。

第二章 原辅料和产品说明
第一节 原辅料说明
一、原料规格
1、碳四原料
碳四馏份由上游气体分馏装置提供，其组成见表2-1。
表2-1 碳四组成表
序号
组份名称
流量（kg/h）
组成（重量％）
1
C3
18.17
0.1
2
异丁烯
3960.62
21.8
3
正丁烯-1
2979.55
16.4
4
反丁烯-2
2452.68
13.5
5
顺丁烯-2
3197.57
17.6
6
异丁烷
4069.63
22.4
7
丁烷
1308.10
7.2
8
异戊烷
181.68
1.0
9
合计
18168
100

2、甲醇规格及用途
（1）甲醇理化性质
分子式：CH3OH
分子量：32
相对密度（d）：0.7915
沸点：64.7℃
凝固点：-97.1℃
闪点：11℃
自燃点：470 ℃
雷德蒸汽压(38℃)：32kPa
辛烷值：106（马达法 MON）；112（研究法 RON）
爆炸极限：5.5～44%（体积）
纯甲醇是无色透明、易挥发、易挥发的有毒可燃性液体，并带有与乙醇相似的气味；甲醇可通过呼吸道、皮肤吸收；可与水、乙醚、苯、酮以及大多数有机溶剂按各种比例混溶，而且与其中一些有机化合物开成共沸物。
（2）甲醇的用途
主要用于制造甲醛、氯甲烷、甲胺和硫酸二甲酯等多种化工产品，也是农药、医药的生产原料以及重要的溶剂。
（3）甲醇规格
本装置用甲醇按国家标准优级品（GB338-92）采购，指标见表2-2。
表2-2 甲醇规格表
序号
控制项目
单位
技术指标
备注
1
外观

无色透明液体，
无可见杂质

2
色度（铂－钴）
号
≤5.0

3
密度（20℃）
g/ml
0.791～0.792

4
温度范围（0℃，101325Pa）
℃
64.0～65.5

5
蒸馏量（64.0～65.59，760mmHg）
％（重量）
≥98

6
沸程（包括64.6±0.1℃）
℃
≤0.8

7
高锰酸钾实验
分钟
≥50

8
水溶性实验
-
澄清

9
水分含量
％（重量）
≤0.10

10
游离酸（以HCOOH计）
ppm
≤15

11
游离碱（以NH3计）
ppm
≤2

12
羰基化合物含量（以HCOH计）
ppm
≤20

13
蒸发残渣含量
ppm
≤10

14
气味

无特殊异臭气味

15
乙醇含量
％（重量）
≤0.01

二、辅助原料规格
（一）催化剂规格
1、催化剂的物化性质
催化剂采用丹东明珠特种树脂有限公司的催化剂，催化剂的主要物化性质见表2-3。
表2-3 催化剂规格表
序号
指标名称
D005-G型
D005-Ⅱ型
1
型态
氢型
氢型
2
外观
灰色球型颗粒
灰色球型颗粒
3
含水量 %
50～58
50～58
4
交换容积mmol H+/g（干）
≥4.70
≥5.20
5
湿真密度 g/ml（20℃）
1.15～1.25
1.15～1.25
6
湿视密度 g/ml
0.75～0.85
0.75～0.85
7
粒度mm
0.35～1.25
0.35～1.25
8
耐磨率%
≥95
≥95
9
比表面积 m2/g
40～50
40～50
10
平均孔径nm
38～45
38～45
11
孔容ml/g
0.37～0.40
0.37～0.40
12
最高使用温度 ℃
120
120

2、催化剂的结构
目前，生产MTBE使用的大孔强酸性树脂是由三个基本部分组成的，可以用简式R—SO-3H+表示。其中：
R为具有交联网状结构的聚合物母体；
SO-3为连接在聚合物链节上的极性官能团；
H+为可以交换的离子，与SO-3结合在一起形成催化作用的活性中心。
3、树脂催化剂的基本性质
（1）树脂催化剂具有以下主要特性
① 强酸性
其酸性大小一般用交换容量来度量，交换容量越高，催化剂的活性越高。
② 含水量
无论在催化剂的生产过程中，还是在催化剂的贮运过程中，催化剂必须含一定量的水。绝对不含水的催化剂球体再遇水时就会崩裂成碎片。
③ 溶胀性
不含水的树脂催化剂（简称为干基）遇水、甲醇后，它的容积要增大（即称之为溶胀），各品牌催化剂的溶胀比不同，这主要与催化剂的交联度有关。
④ 安全性
树脂催化剂在醚化反应中表现为强酸性，但它对操作人员来讲是安全的，无论是干基或湿基，与人体短时间内接触都是无毒无腐蚀的。
（2）树脂催化剂的主要技术性能指标
树脂催化剂的主要技术性能指标包括：含水量、交换容量、堆密度、湿密度、真密度、粒度、比表面积、平均孔半径、孔容、溶胀比、交联度以及强度等。
①含水量
树脂催化剂（湿基）一般含水量是50%±2%，含水量为35%～40%时，催化剂外表面无水，催化剂微孔内含水，这种催化剂可以流动，便于装卸。
②粒度
醚化催化剂的平均粒径为0.55～0.60mm,但实际粒度分布范围很宽。小粒径催化剂反应活性高，但粒径太小床层阻力大，更细的催化剂颗粒会随着反应物料流出反应器；粒径太大会影响反应，活性低。
一般要求粒径小于0.3mm和大于1.0mm的催化剂占催化剂总量的1%以下，由于反应器内用80目的丝网（网孔约0.20mm）支撑催化剂，小颗粒催化剂很可能堵死网眼，使床层阻力加大，更细小的催化剂会穿过网眼，随物料到催蒸馏塔的塔釜内，在高温条件下，使已生成的MTBE发生分解反应，影响MTBE的纯度。
③比表面积
比表面积不是指催化剂小球的球面积，更多是指催化剂的微孔的内表面积，一般为40～50 m2/g。
④孔径
树脂催化剂的平均孔径一般为20～40nm,但孔径分布实际上很宽。催化剂微孔的大小、形状和分布状况对催化剂的活性有影响，它与催化剂制造所使用的致孔剂的种类、数量和操作条件有关。
⑤孔容
醚化树脂催化剂的孔容为0.35～0.45ml/g，比表面积、孔径和孔容，三者是相互关联的，比表面积一定，孔径越小，相对应的孔容也越小。
⑥交联度
离子交换树脂的交联度一般是指在生产过程中所加入的交联剂（二乙烯苯）的质量百分比数，一般为8%～20%。交联度高的催化剂含水量低，机械强度高，在水中和醇中浸泡后的溶胀比小，耐化学性和氧化性能提高，耐热性能降低，离子交换速度下降，在催化反应中表现为活性降低，选择性增加。醚化树脂催化剂的交联度应不低于18%。
⑦溶胀比
树脂催化剂在水中或醇中溶胀后的体积和干基催化剂的体积之比称之为溶胀比，溶胀比的大小与催化剂的交联度有关。交联度为20%时，树脂催化剂的溶胀比为1.4左右。
⑧交换容量
树脂催化剂的交换容量是指一定量的树脂催化剂所含有的可交换的氢离子数量。一般用每克干基树脂催化剂所含有的可交换氢离子的毫克（或毫摩尔）数来表示（质子交换容量）；也可以用单位体积树脂催化剂所含的可交换的H+当量来表示。
交换容量越高越好，它是树脂催化剂最主要的技术指标之一。
当交换容量小于3.0mmol H+/g（干）时，在常规操作条件下异丁烯的转化率小于90%。
4、催化剂消耗量
催化剂消耗量见表2-4。
表2-4 催化剂消耗量表
序号
名称
第一次装入量（m3）
备注
1
醚化反应器净化剂D005-G
18
6个月后更换
2
醚化反应器催化剂D005-Ⅱ
16*2
2年更换
3
催化蒸馏塔催化剂
25
3年更换

合计
75

第1台醚化反应器首次装18m3净化剂（D005-G），6个月后更换为D005-Ⅱ型催化剂；第2、3台醚化反应器首次装16 m3催化剂（D005-Ⅱ），2年更换一次。
5、D005-Ⅱ树脂催化剂使用过程中的注意事项
（1）D005-Ⅱ树脂催化剂失活原因
催化剂失活最主要的原因是原料中所含杂质（碱性物质和金属阳离子）所造成的。
①原料中带进的金属离子与催化剂发生离子交换反应
R—SO-3H+ + M+ → R—SO-3M+ + H+
②碱性氮化合物的中和反应
R—SO-3H+ + NH3 → R—SO-3NH4+
③硫化物中毒
R—SO3H + CH3—S—CH3 → R—SO3—SH—CH3
∣
CH3
④在高温有水情况下，树脂上的磺酸基脱落
R—SO-3H+ + H2O → R + H2SO4
⑤孔道堵塞
异丁烯与丁二烯的二聚体、多聚体会堵塞孔道，阻碍物料与催化剂活性基团的接触。（2）相应的注意事项
①醚化反应的原料（混合碳四及甲醇）金属离子和碱性氮等杂质含量≤2ppm。
②丁二烯含量≤0.3%。
③严格控制反应物料的醇烯比，减少异丁烯的二聚体、多聚体的生成和沉积。醇烯比低，会使异丁烯聚合放出比醚化反应更多的热量，严重影响催化剂的活性和使用寿命。
④严格控制反应温度，在保证转化率的前提下，应选用较低的反应温度，以减少副反应的发生。
⑤严格控制反应物料中的水份含量，以减少叔丁醇的生成。
（3）D005-Ⅱ树脂催化剂的推荐使用条件
①醇烯比 （mol比） 0.98～1.05:1
②反应温度 50～80℃
最佳反应温度 55～65℃
③空速 1～5h-1
取佳空速 1.5～2.5h-1
④最大压降 ≤0.1MPa
⑤MTBE产量（/吨催化剂干品） FCC碳四 4500～6000吨以上
⑥反应器异丁烯转化率 FCC碳四 ≥92%
⑦催化蒸馏塔异丁烯转化率 ≥99.8%
（二）二乙胺规格
1、二乙胺理化性质
中文名称：二乙胺
英文名称：diethyl amine
分子式： (CH3CH2)2NH
分子量：73.14
相对密度(水=1)0.71；相对蒸汽密度(空气=1)2.53
熔点：-48℃
沸点：55.5℃
闪点：-26℃
雷德蒸汽压(38℃)：53.32kPa
爆炸极限：1.7～10.1%（体积）
溶解情况：溶于水、乙醇和乙醚
 性状：无色透明碱性易挥发有毒液体，有强烈的氨臭味，能溶于水、醇、醚。易燃，能与空气形成爆炸混合物, 其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，有腐蚀性，能腐蚀玻璃。
危险特性：可经吸入、食入、皮肤接触侵入人体，液体或雾会引起眼刺激或灼伤，皮肤反复接触，可引起变应性皮炎，皮肤长时间接触可致灼伤，口服会灼伤消化道，空气中最高允许浓度为25ppm。
2、作用
开车初期，由于催化精馏塔中的催化剂是新装的催化剂，一些小的催化剂颗粒会从催化剂的捆包中漏出来，分布在塔釜和下部各块塔盘上，在这些部位，催化剂在高温条件下活性很高，能使反应生成的MTBE发生分解反应，生成甲醇和异丁烯，从而影响塔釜MTBE的纯度，如果加入二乙胺，使塔板和塔釜的催化剂中毒失活，即可消除上述现象。
3、消耗量
为防止二乙胺进入催化剂床层，应严格控制二乙胺的注入量，加入量一般不超过10l。

第二节 产品说明
一、 MTBE产品说明
（一）产品规格
MTBE为本装置的主要产品
中文名称：甲基叔丁基醚
英文名称：methyl tert-butyl ether （缩写：MTBE）
结构式或分子式
CH3
│
CH3─ C─O-CH3
│
CH3

本装置的MTBE产品规格见表2-5。
表2-5 MTBE产品规格表
序号
组份名称
组成（重量％）
1
MTBE
≥99（扣除C5）
2
叔丁醇
0.2
3
二聚物
0.7
4
甲醇
≤0.10

（二）产品的物化性质及用途
MTBE的物化性质及用途
1、理化性质
分子量：88
相对密度（d）：0.7405
沸点：55.3℃
凝固点：-109℃
闪点（闭杯法）：-28℃
着火点：460 ℃
雷德蒸汽压：53.8kPa
水溶解性：54.3g/l
粘度（液体，20℃）：0.36 mPaּS
辛烷值：101（马达法 MON）；117（研究法 RON）
折射率（-25℃）：1.3690
爆炸极限：1.6～15.1%（体积）
溶解情况：微溶于水，溶于乙醇、乙醚，与许多有机溶剂互溶，能与汽油以任意比例互溶，某些极性溶剂如水、甲醇、乙醇与MTBE形成共沸物
性状：常温常压下为无色气体，重于空气，具有芳香气味。
危险特性：属于低毒类，人过多接触后有头痛、恶心、呕吐、麻醉等症状，对眼和皮肤有刺激性。误服后可产生胃肠道刺激症状和中枢神经系统抑制。
2、化学性质
醚的化学性质在常温下不活泼，不与金属钠作用，对碱、氧化剂和还原剂都十分稳定，但能发生下列反应：
（1）裂解
CH3 CH3
∣ ∣
CH3-O-C- CH3 → CH2＝C- CH3 + CH3-OH
︱
CH3

（2）过氧化反应
醚对氧化剂较稳定，但与氧长期接触可被氧化，生成过氧化物。
3、用途
MTBE是无铅高辛烷值汽油的添加剂，可以提高汽油的辛烷值，增加汽油中的氧含量，改善汽油的燃烧性能和大气环境。
MTBE也是一种重要的化工原料，通过裂解可以制得高纯度的异丁烯。
二、剩余碳四产品说明
本装置副产品为未反应C4（剩余C4）馏分，可用作民用液化气燃料，也可作其它化工原料，其组成见表2-6。
表2-6 剩余C4组成表
序号
组份名称
流量（kg/h）
组成（重量％）
1
C3
14.28
0.1
2
异丁烯
57.12
0.4
3
正丁烯-1
2926.37
20.5
4
反丁烯-2
2469.58
17.3
5
顺丁烯-2
3197.59
22.4
6
异丁烷
4082.66
28.6
7
丁烷
1313.28
9.2
8
异戊烷
171.28
1.2
9
MTBE
42.82
0.3
10
合计
14275
100

第三章 装置物料平衡及装置能耗
第一节 装置物料平衡
装置物料平衡装置物料平衡见表3-1。
表3-1 装置物料平衡表
序号
物料名称
%（重）
Kg/h
t/d
t/a
备注
进料
1
C4馏份
87.925
18168
436.03
145300

2
甲醇
12.075
2495
59.88
19960

合计
100
20663
495.91
165304

出料
1
MTBE产品
29.628
6122
146.93
48976

2
未反应C4
69.085
14275
342.60
114200

3
损失
1.287
266
6.38
2128

合计
100
20663
495.91
165304

第二节 装置能耗
装置能耗见表3-2。
表3-2 装置能耗表
序号
项目
消耗
能耗折算值
单位能耗

单位
数量
单位
数量
MJ/t原料
1
新鲜水
t/h
0
MJ/t
7.12
0
2
循环水
t/h
567.33
MJ/t
4.19
380.33
3
除盐水
t/h
10
MJ/t
96.3
154.08
4
加热设备凝结水
t/h
-5.07
MJ/t
320.3
-259.83
5
电
kWh/h
110
MJ/kWh
10.89
191.66
6
1.0MPa蒸汽
t/h
5.07
MJ/t
3182
2581.24
7
净化压缩空气
Nm3/h
200
MJ/ Nm3
1.59
50.88
8
非净化压缩空气
Nm3/h
240
MJ/ Nm3
1.17
44.93
9
氮气
Nm3/h
150
MJ/ Nm3
6.28
150.72

合计

3294.01
本装置采用膨胀床和催化蒸馏技术，有利于降低单位能耗：
1、采用膨胀床技术，通过物料的部分汽化来吸收反应热量以控制反应温度，节约了能量；
2、采用催化蒸馏技术，充分利用反应热，使反应热供催化蒸馏塔内的液体蒸发，进一步降低能耗。
第四章 工艺控制条件
主要工艺指标见主要工艺指标一览表4-1。
表4-1 主要工艺指标一览表
序号
位 号
单位
指标
控制范围
醚化反应单元
1
LIA-25101
％
50
30～80
2
LIA-25102
％
50
30～80
3
LICA-25103
％
50
30～80
4
醇烯比

1.05
1.05～1.15
5
TIC-25101
℃
40
40±5
6
TI-25113
℃
≤80
40～75
7
TI-25117
℃
≤80
40～75
8
TI-25118
℃
≤80
40～75
9
TI-25119
℃
≤80
40～75
10
TRCA-25102
℃
≤45
40±5
11
TI-25114
℃
≤80
40～75
12
TI-25120
℃
≤80
40～75
13
TI-25121
℃
≤80
40～75
14
TI-25122
℃
≤45
40±5
15
TI-25115
℃
≤80
40～75
16
TI-25123
℃
≤80
40～75
17
TI-25124
℃
≤80
40～75
18
TI-25125
℃
≤80
40～75
19
PRCA-25101
MPa

0.6～0.8
20
PRCA-25102
MPa

0.6～0.8
21
PRCA-25103
MPa
0.55
0.55～0.8
22
异丁烯转化率
%
≥90

催化蒸馏及产品分离单元
1
醚后醇烯比

2.0

2
TIC-25103
℃
100～115
100～115
3
LRCA-25105
％
50
30～80
4
TIC-25104
℃
54.9
54～56
5
TIC-25105
℃
40
35～45
6
TI-25130
℃
≤80
60～75
7
TI-25131
℃
≤80
60～75
8
TI-25132
℃
≤80
60～75
9
TI-25133
℃
≤80
60～75
10
TI-25134
℃
79.3
78～80
11
TI-25136
℃
79.3
78～80
12
TI-25138
℃
126.5
126～128
13
LRCA-25104
％
50
30～80
14
PRCA-25104
MPa
0.50
0.50±0.05
15
LRCA-25106
％
50
30～80