年产5万吨甲基叔丁基醚生产工艺说明书样本.doc

年产5万吨甲基叔丁基醚生产工艺说明书1 项目可行性1.1建设意义现在，化学工业中石油化工发张快速，占了行业主导地位，以石油为原料其它性质企业也得到了较快发展，尤其是石油裂解，因为轻质石油馏分降低，裂解是提升石油利用一个很有效方法。于国外相比，中国裂解气利用水平还很低，所以提升裂解气利用，是节省石油资源和提升资源利用率有效方法。中国现有催化裂化装置生产混合碳四， 大多数情况下只是利用了其中异丁烯醚化生产甲基叔丁基醚（MTBE），MTBE 通常也只是作为高辛烷值汽油调和组分。少数企业利用其中正丁烯水合制仲丁醇，仲丁醇气相脱氢制甲乙酮；也有企业用正丁烯生产醋酸仲丁酯。混合碳四仅停留在初级利用阶段，大部分混合碳四作为低价值民用液化气销售。MTBE、1-丁烯等化工产品。其中混合碳四首先经深度溶剂抽提（乙腈或N,N-二甲基甲酰胺DMF）分离出丁二烯，关键用于ABS 树脂和合成橡胶。抽提丁二烯后一部分碳四烃用于生产MTBE， 同时MTBE 装置生产出部分粗1-丁烯经过1-丁烯精制装置，为LLDPE 和HDPE 提供原料。反应后剩下碳四组分（含2-丁烯、正丁烷和异丁烷）作为燃料液化气，基础没有工业利用。 1) 中国现在碳四利用发展情况近几年来， 伴随中国原油加工能力快速提升和乙烯生产能力快速发展，做为石油化工副产品碳四资源也在不停增多，总量已超出了3.0 Mt/a1。现在， 中国碳四烃在化工方面利用率只有16%左右，而在日本和西欧，利用率达成60%，美国则高达80%90%，可见中国碳四烃化工利用率远远落后于发达国家，其中很大一部分作为燃料被烧掉。同时伴随中国天然气工业快速发展，现仍作为燃料使用碳四烃将面临着严峻挑战。怎样充足地、合理地利用碳四资源，生产中国急需部分碳四馏分衍生产品，如车用液化气、高辛烷值汽油组分、甲乙酮、MTBE、顺酐等，提升企业经济效益，已成为大家关注焦点2。 使得副产碳四烃量快速增加。 年，中国催化裂化能力已达成130 Mt，副产碳四馏分10.4 Mt；乙烯生产能力已达成14.19Mt，根据裂解碳四总量和乙烯产量之比为1:4 推算，可提供副产混合碳四约3.55 Mt。 年，炼化企业碳四烃总量达成约13.95 kt。 2)碳四烯烃组分含有宽广市场裂解装置生产混合碳四关键用于生产丁二烯、中国混合碳四资源很丰富， 炼厂及乙烯装置副产大量混合碳四，现在除少许经过醚化、烷基化生产高辛烷值汽油调和组分外， 其它大部分作为民用液化气出售， 而近几年因为天然气工业发展较快，混合碳四作为传统民用液化气用量逐步降低，液化气销售将面临巨大挑战。其次，伴随中国人民生活水平深入提升， 对多种化工产品需求逐年加大。所以，利用优异技术和工艺，对混合碳四进行深入加工生产紧缺精细化工产品势在必行，并含有宽广市场前景。碳四组分是关键化工生产原料，有数据表明，碳四组分及其衍生物消费。年份产量/万t进口量/万t出口量/万t表现消费量/万t年均增加率/%自给率/%2.708.351.0010.05-26.93.769.881.1012.5424.830.03.9012.561.0015.4623.325.239817.090.4220.6533.619.33.6918.240.5121.423.717.24.4018.920.2123.117.819.04.0022.440.6425.8011.615.5从上表我们能够分析得到，伴随经济发展，中国橡胶自给能力越来越低，而橡胶又是国民经济关键组成部分，包含到建筑、汽车、生活用具，甚至是国防领域。除了橡胶领域外，甲乙酮、甲基叔丁基醚等也是中国关键进口化工产品之一，每十二个月占据大量国家外汇资源，假如能够提升这些化工产品自给能力，是十分有意义。 1.2建设规模本项目规模为5万吨/年MTBE 甲基叔丁基醚装置，年操作时间300天。项目企业成立早期共需资金16000万。其中风险投资4500万，第二年估量盈利10000万人民币，新建加工厂房3000 m2. 占地110亩，总建筑面积12300平方米。年产：3万吨,年生产日：300天,日生产能力：166吨/天.5万吨/年MTBE 甲基叔丁基醚装置，技术成熟，装置结构合理，能耗较低，在市场需求缺口范围内，所以本项目建设规模确定为5万吨/年是合理。根据“一次计划，分布实施，关键开发，合理布局”标准，采取高度集中、一体化建设模式，正在全力推进热电、供水、供气、污水处理等公用工程建设，为进区企业提供公用工程产品及服务，着力实现投资集约化和效能最大化。1.3 技术方案选择及论证1.3.1、生产工艺碳四资源关键来自烃蒸汽裂解生产乙烯副产品和炼油厂催化裂解化装置副产品，经典C4馏分中各组成含量见表1表 1 C4烃经典组成组成蒸汽裂解C4催化裂化C4异丁烷1341-丁烯1413正丁烷210丁二烯480异丁烯22152-丁烯1128从以上含量变能够看出，其中正丁烯、异丁烯和丁二烯含量较多，从各方面综合考虑，我们关键任务是分离其中这三个组分，以求达成最好经济效益。1.3.2.碳四馏分工业上碳四分离工艺步骤以下：抽余碳四 乙腈等 甲醇或水 氢选择加氢异丁烷1-丁烯2-丁烯正丁烷精馏分离异丁烯抽提丁二烯碳四馏分 丁二烯 甲基叔丁基醚或叔丁醇化学分离异丁烯关键有2方法：甲基叔丁基醚法和树脂水合脱水法。从富含1-丁烯碳四馏分中出去双烯烃和炔烃行之有效方法是进行选择加氢。经过选择加氢后碳四馏分中，异丁烷、1-丁烯、2-丁烯和正丁烷能够经过通常精馏进行分离。1.3.3 抽提丁二烯技术依据抽提溶剂不一样, 丁二烯抽提工艺可分为DMF( 二甲基甲酰胺) 法、NMP( N - 甲基吡咯烷酮) 法、乙腈( CAN) 法。依据C 企业混合碳四产量及组成, 考虑到降低生产成本、提升产品质量等原因, 经过比较认为, C 企业混合碳四综合利用工程采取选择加氢除炔和乙腈法相结合技术生产丁二烯较为合理, 工艺示意图见下图 。图1 丁二烯抽提工艺步骤示意图工艺污水燃料油重组分丁二烯产品抽余碳四燃料气精制水异三聚氰酸酯（TBC）甲苯及三（2,3-二溴丙基）混合碳四氢气乙腈NaOH加氢脱炔萃取精馏丁二烯精 致溶剂再生（1）乙腈( CAN) 法该法以含水10%乙腈为溶剂，由萃取、闪蒸、压缩、高压解吸、低压解吸和溶剂回收等工艺单元组成。（2）DMF( 二甲基甲酰胺) 法DMF( 二甲基甲酰胺) 是由日本瑞翁企业于1965年实现工业化生产，并建设1套45kt/a生产装置。生产工艺包含4个工序，即第一萃取蒸馏工序、第二萃取蒸馏工序、精馏工序和溶剂回收工序。（3）NMP( N - 甲基吡咯烷酮) 法 NMP( N - 甲基吡咯烷酮)是由德国BASF企业开发成功，并于1968年实现工业化生产，该方法关键包含萃取蒸馏、脱气和蒸馏和溶剂再生工序 。1.3.4 分离异丁烯技术（1）甲基叔丁基醚法异丁烯和甲醇醚化过程是以亲电加成机理进行，异丁烯在酸性催化剂作用下作为质子接收体发生质子化反应，生成正碳离子；作为中间产物正碳离子，再快速同亲核试剂CH3O反应生成甲基叔丁基醚。MTBE合成工艺由原料处理，醚化反应，甲醇、残夜和醚分离等步骤组成，但关键是醚化过程。醚化过程反应器型式可分成6种。列管固定床反应技术采取列管固定床合成MTBE工艺步骤为：碳四物料中异丁烯和甲醇在列管固定床反应器中催化剂作用下进行反应，反应热有壳层冷却水移走，生成MTBE产品在共沸蒸馏塔中分离，未反应碳四物料和甲醇从塔顶流出，经水萃取分离和甲醇精馏回收未反应甲醇。固定床外循环反应技术采取固定床外循环反应合成MTBE工艺步骤为：碳四物料中异丁烯和甲醇预热到一定温度后，从顶部进入反应器，在催化剂作用下进行反应。为了控制反应温度，将部分反应物料冷却后循环回反应器中，生成MTBE产品在共沸蒸馏塔中分离，未反应甲醇经水萃取后，到甲醇回收塔中回收。膨胀床反应技术采取膨胀床反应和成MTBE工艺步骤：碳四物料中异丁烯和甲醇以一定百分比混合，预热达一定温度后从反应器底部进入反应器，在催化剂作用下下进行反应。为了控制反应温度，反应后部分物料经冷却后循环至反应器底部，MTBE产品在共沸蒸馏塔中分离，未反应甲醇经水萃取后，到甲醇回收塔中回收。混相床反应技术混相床合成MTBE工艺步骤为：碳四物料中异丁烯和甲醇以一定百分比混合，预热到一定温度后进入反应器，在催化剂作用下反应，反应热使反应物料温度升高。当温度升高到操作压力下泡点时，反应热由部分反应物料汽化吸收。催化蒸馏技术催化蒸馏技术特点是：将反应和产品分离结合在1好设备中进行，因为反应和分离同时进行，破坏反应平衡，提升转化率，缩短工艺步骤降低设备投资，利用反应热，降低能耗。混相反应蒸馏技术在混相反应技术和新型催化蒸馏技术基础上，齐鲁石油化工企业研究开发了混相反应蒸馏技术，这是中国独创合成MTBE新技术。中国已经有2套装置采取此技术，加工能力25kt/a，异丁烯转化率在99.5%以上。（2）树脂水合脱水法 树脂水合脱水法是在部分强酸性离子交换树脂作用下 ,C4 抽余液中异丁烯直接水合成叔丁醇 (TBA),然后和C4 馏分中其它组分进行分离。该法关键缺点是4 抽余液中异丁烯单程转化率低 ,采取多段水合可提升转化率 ,但能耗较高。（3）甲基叔丁基醚法和树脂水合脱水法比较在分离异丁烯技术中甲基叔丁基醚法和树脂水合脱水法比较，甲基叔丁基醚法含有成本低；资源可获性强，选择性高，方便稳定，生产能力大、转化率高，技术扎实，绿色化工发展方向符合政府政策发展方向和建设关键等。而树脂水合脱水法利用新研制55mm圆柱状大颗粒阳离子交换树脂作催化剂,该催化剂含有催化剂通量大、阻力小等优点，很好实现了用化学方法分离C4烃中异丁烯目标,工业化前景良好。从工业生产角度看，甲基叔丁基醚法含有显著优势。1.35 产品利用 t! ; h+ H7 q(1)丁二烯利用 i* k; I, P E1 I* d. 9 N 丁二烯下游产品包含弹性体和非弹性体两大类。弹性体有丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶等；非弹性体有苯乙烯-丁二烯共聚胶乳、己二腈/己二胺、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂及其它聚合体和其它精细化学品。4 k; _5 D o0 ?3 p* w- k! d8 n2 I% 现在，国外已经开发成功和立即开发成功丁二烯化工利用新路径包含1,4-丁二醇和四氢呋喃、丁醇和辛醇、1-辛烯、己内酰胺/己二胺、乙苯和苯乙烯、二甲基萘等。$ m. n+ M; W4 F（2） 异丁烯利用异丁烯是一个关键基础有机化工原料 , 高纯异丁烯可用于生产丁基橡胶、聚异丁烯、二异丁烯、三异丁烯、甲基丙烯酸甲酯、2,4叔丁基甲酚、叔丁基硫醇、叔丁醇、叔丁基胺、甲基代烯丙基氯、甲基丙烯酸、甲基丙烯腈、新戊醛和异戊二烯等深加工产品。（3）甲基叔丁基醚（MTBE）利用MTBE是一个优良高辛烷值汽油添加剂，它能够任意比和汽油混溶，MTBE除了作为快乐烷值汽油添加剂以外，在化学方面也有着很多用途，怎样作为化学试剂，反应溶剂等。比如，在叔丁基化反应过程中作为叔丁基化试剂，也可替换二乙醚或四氢呋喃作为反应试剂。同时MTBE含有良好化学稳定性、物理稳定性和低毒性，便于贮存和运输。MTBE生产和应用开发，在国民经济和环境可连续发展中有很关键作用。其中，MMA将在中国有庞大市场,且是竞争力极强产品。1.4 和企业系统集成方案1.4.1 生产安全问题本设计是以异丁烯为原料，生产甲基叔丁基醚（MTBE）。异丁烯和空气混合形成爆炸性混合物。碰到热源和明火有爆炸危险。加热会发生猛烈聚合。气体比空气重，能够传输到较低相当大当地消防部门源会反击。能在较低处扩散到相当远地方，遇火源会着火回燃。事故处理：当碰到泄漏，快速撤离职员到上风处而且隔离。切断火源。提议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防静电工作服。尽可能切断泄漏源。用工业覆盖层或吸附/ 吸收剂盖住泄漏点周围下水道等地方，预防气体进入。合理通风，加速扩散。喷雾状水稀释。假如可能,使用废气泄漏发送一个开放区域或安装合适喷嘴烧毁。泄漏容器应妥善处理、维修、测试以后使用。储存:存放在阴凉、通风仓库。远离明火和热源。贮存温度不应超出30。和氧化剂应该分开存放和避免混合储存。采取防爆型照明、通风设施。严禁使用易产生火花机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备。1.4.2 MTBE存在问题MTBE关键问题是，大家认为它是致癌物并很轻易和水混合。 假如含有MTBE汽油从加油站地下储油罐泄漏，那么它会对地下水造成污染。 当然，当油罐泄漏时，进入地下水物质不只是MTBE，汽油和大量其它汽油添加剂也会进入，但最近几年，MTBE引发了大家格外关注。1.5厂址选择本项目在泉州市泉港石化工业园区，占地面积30亩，交通便利。选择为泉州市泉港石化工业园区厂址，原因以下泉州市泉港石化工业园区：1.5.1.政策好，原料多；现在，福建省湄洲湾石化基地拥有泉港、泉惠和东吴三个石化园区，面积达61平方千米。基地以福建炼化一体化项目为龙头，经过产业链延伸，带动石油化工、合成材料、有机化工、精细化工、化学建材等行业发展，形成以成品油、液化石油气、聚烯烃、氯碱、有机化工、合成橡胶等石化原料工业为主生产基地。这些炼油厂，带动形成年产值上千亿元石化产业链群，促进福建省GDP增加率提升3到4个百分点。总投资为28874亿元福建炼化一体化合资项目在福建泉州奠基开工。党和国家领导人贾庆林、贺国强发来贺电，盛华仁、卢展工、黄小晶、陈同海等出席了奠基仪式。福建炼化一体化项目是由福建炼油化工、美国埃克森美孚企业、沙特阿美石油企业三方分别按50、25、25股份百分比合资兴建，是现在中国石油石化行业第一个上下游全方面一体化世界级中外合资项目，适应中国对石油和石化产品快速增加需求。福建炼化一体化项目建成投产，对提升中国石化工业在世界石化工业中地位，调整中国石化产业结构，建设福建石化支柱产业，促进海峡两岸经济发展有着关键意义。 福建炼油化工一体化项目,在这条产业链牵引之下，会有一系列以副产C4馏分组成有异丁烷、正丁烷、异丁烯、丁烯、丁二烯等为原料厂家能够选择这里来建厂。从事从原油炼制开始到一系列石化产品生产，也就是一个集中上、中、下游综合效应能源、石化、化工项目。这种生产形式通常全部含有投资高、规模大、技术优异、产品丰富、产业链联络紧密等特点。1.5.2.气候条件好 泉州市泉港地处低纬度，东临台湾海峡，属亚热带海洋性季风气候，气候条件优越，气候资源丰富，为人民生活和经济发展提供了良好环境。泉州市泉港气候有3个基础特征： 1）、气温高、光热丰富。2)、降水充沛，但时空分布不均匀。3)、季风气候显著。 泉州市泉港季风气候降水基础特征是：3-4月多雨一前汛期（5-6月）多雨一伏旱一台风降水集中一秋冬少雨。年内月降水量分布呈双峰型，降水量从1月开始增加，3月份各地（除崇武外）月雨量已增至100毫米以上，湿季开始；6月份达最高值，是主高峰；7月有显著降低，8月再现另一个高峰（次高峰）；9月起逐步降低，10月份降低许最大（约60-100毫米），干季开始，12月达整年最低值。升降趋势特点是从干到湿为缓升，从湿到干为急降。1.5.3地理位置优越 开发区地处闽东南繁荣区域中间地带，距台湾基隆港174海里，距高雄194海里，324国道、福厦高速公路贯穿全区，漳泉肖铁路直达港区，交通条件十分便捷，既是闽东南南北交通关键通道，又是东南海上航道辐射中心。此地北上福州可达浙沪、南下厦门可出粤赣，乘火车经鹰厦线可通全国各地，海上船运可直达沿海各港口、台湾及亚太地域。 开发区海岸线总长50多公里，其中深水岸长11公里，可建万吨级至30万吨级泊位，码头线长。5公里，相当于中国现有万吨级泊位岸线总长1/5；良好建港条件，被誉为中国少有、世界不多。现在，已建有万吨级杂货码头，10万吨级原油码头，5千吨、3千吨和2千吨级成品油码头各1座。肖厝口岸已被列为国家一类口岸之一。国家交通部计划将湄洲湾南岸建成全国四大国际中转港之一，现在南岸肖厝港区正在抓紧筹建5万吨级集装箱码头、5万吨级煤码头、5万吨级粮食中转码头、10万吨级粮食码头、25万吨级油码头，这些项目一旦建成肖厝不仅将拥有福建省最集中深水泊位，而且将成为全国含有较大影响关键港口。1.5.4.技术、人才泉州市泉港化工厂含有悠久历史，有石油化工、合成材料、有机化工、精细化工、化学建材等多种多样化工行业发展，在技术人才方面技术力量雄厚，工艺技术设备优异，在拥有悠久历史条件下各方面技术人才聚集在泉州市泉港。 综合以上，泉州市泉港和其它大城市（上海，北京等）相比较含有多方面优势：如劳动力廉价，生产能力大、技术优异，人才密集、交通方便、原料起源广泛等。所以，以甲基叔丁基醚（MTBE）生产方案产品厂址能够选择泉州市泉港石化工业园区。1.5.6 社会及经济效益分析炼油厂催化裂化和烯烃厂蒸汽裂解副产C4馏分组成有异丁烷、正丁烷、异丁烯、丁烯、丁二烯等。C4馏分利用率低，现在，中国C4馏分利用尚处于初级阶段，关键集中在1,3-丁二烯及异丁烯开发利用，而在大部分情况下，C4馏分直接作为低价民用液化气销售或直接作为工业燃料。分离C4馏分、开发下游产品能够优化资源配置并提升经济附加值。中国C4馏分利用通常分两种，即工业利用和分离化工利用。工业利用包含直接作为燃料液化石油气或掺入汽油调整蒸汽压、直接作燃料气使用和加工生成液体燃料等多个形式。分离化工利用是将C4馏分中各关键组分进行分离、精制，然后用来做多种化工产品生产原料。生产出多种多样产品,这么话, 良好表现了社会及经济效益。中国关键使用石油和轻油裂解法得到多种产品和没有充足利用馏分，该法将联产大量C烃混合物 ,其中抽余C4产量约 220 kt/a, 裂解 C5产量约150 kt/a,裂解C9产量约 130kt/ a。当是现在中国4烃化工利用率只有 41%,其它基础上是作为燃料利用。在国外馏分利用率很高,如美国为 80%90%,日本为 64%,西欧为60%。甲基叔丁基醚(MTBE) 作为理想无铅、含氧、高辛烷值汽油添加组分,和其它含氧化合物相比,在降低汽油蒸气压,改善其稳定性等方面含有独到优势,在生产高质量清洁汽油中发挥着关键作用。同时MTBE 含有改善汽油在发动机中燃烧性能,能够降低尾气污染,为空气净化带来很大益处。所以,近几年MTBE 生产得到快速发展,是世界上发展最快化工产品之一。丁基橡胶原料，这一工艺能够避免了传统ACH工艺中设备腐蚀和环境污染严重问题。MMA应用范围广泛，传统用途是用于有机玻璃生产、表面涂层、合成树脂、医用高分子材料等工业；添加MTBE 汽油还能改善汽车行车性能，用于增加汽油中氧，降低尾气中一氧化碳含量。新应用领域是耐磨损、紫外线辐射较少电视及计算机屏幕罩、化工厂设备耐腐蚀涂层等。所以充足利用甲基叔丁基醚(MTBE)资源,综合挖掘它们潜在利用价值,获取高附加值产品,对降低投资成本,提升经济效益含相关键意义，同时也会直接影响精细化工发展和未来。2 工艺步骤设计及化工计算2.1步骤图2.1.1 物料步骤图（附图二）2.1.2 工艺步骤图（附图三）2.1.3 带控制点工艺步骤图（附图一）2.2物料衡算2.2.1全车间物料衡算1.依据设计要求：MTBE年产量为5万吨，按年工作量为7200小时计算，则每小时产工业MTBE量:依据设计要求：成品、副成品指标： 合格品 一级品MTBE 98.0%（m/m） 98.5%（m/m）甲醇 0.6% （m/m） 0.4%（m/m）叔丁醇 0.7% （m/m） 0.5%（m/m）按合格产品计算：（产品中纯MTBE含量为98%）则产品中含纯MTBE2.2.1.2反应器各段生成MTBE量：反应器B出口MTBE量（MTBE精馏过程MTBE收率为98.5%） 依据设计要求：反应器一段转化率为74；二段转化率 至86；总转化率为93反应器A出口MTBE量（设计要求：反应器总转化率93，反应器A总转化率86，设反应器MTBE收率99%）2.2.1.3进入反应器A异丁烯量进入反应器A异丁烯量2.2.2反应器物料衡算2.2.2.1反应器A进料组成及流量表10 原料抽余碳四组成及各组分流量组分分子量质量分数kg/kg质量流量kg/h摩尔分数kmol/kmol摩尔流量kmol/h丙烯42.080.004687.120.00612.07丙烷44.100.0069130.690.00892.96异丁烷58.120.22194202.810.215472.31正丁烯56.110.30805833.550.3096103.97正丁烷58.120.06181170.500.059920.14反丁烯56.110.08631634.530.086729.13顺丁烯56.110.0515975.410.051817.38正戊烷72.150.001222.730.00090.32丙二烯40.070.001732.200.00250.801，3-丁二烯54.090.003668.180.00381.26异丁烯56.110.25224776.690.253585.13水18.000.00035.680.00090.321.000018940.091.0000335.79经过已知数据按百分比计算新鲜甲醇中纯甲醇流率为2464.67表11 工业甲醇组成及流量：名称摩尔流量kmol/h摩尔分数kmol/kmol质量流量kg/h质量分数kg/kg分子量甲醇76.920.99842464.670.999032.04水0.110.00141.970.000818其它0.020.00020.500.000232工业甲醇77.051.00002467.141.0000表12 经过已知数据按百分比计算得混合甲醇流率为3013.88 kg/h 则醇烯比为：1.09：1 满足设计要求。表13 反应器A进料组成及流量（醇烯混合物组成及流量）组分摩尔流量kmol/h摩尔分数kmol/kmol质量流量kg/h质量分数kg/kg丙烯2.080.004887.350.0040丙烷2.970.0069131.060.0060异丁烷72.510.16894214.270.1920正丁烯104.250.24285849.470.2664正丁烷20.190.04701173.680.0535反丁烯29.210.06801638.990.0747顺丁烯17.430.0406978.070.0446正戊烷0.320.000722.790.0010丙二烯0.810.001932.300.00151，3-丁二烯1.260.002968.370.0031异丁烯85.130.19834776.690.2176水0.450.00108.070.0004甲醇92.770.21602972.360.1354其它0.020.00000.500.0000429.401.000021953.971.0000其它杂质含量可忽略不计a）反应器一段反应产物及循环物料组成及流量：主反应方程式: a +副反应方程式: +异丁烯二.三异丁烯已知异丁烯生成MTBE选择性为99%，甲醇生成MTBE选择性为100%.一段反应转换率为74%，反应异丁烯为: MTBE产量为: 因为生成1TBA需要1水，所以生成TBA量为 0.45生成二.三异丁烯量为 ：剩下异丁烯流量为:剩下甲醇流量为 : 表14 反应器一段出口反应产物组成及流量：组分摩尔流量kmol/h摩尔分数kmol/kmol质量流量kg/h质量分数kg/kg丙烯2.080.005787.350.0040丙烷2.970.0081131.060.0060异丁烷72.510.19794214.270.1921正丁烯104.250.28455849.470.2666正丁烷20.190.05511173.680.0535反丁烯29.210.07971638.990.0747顺丁烯17.430.0476978.070.0446正戊烷0.320.000922.790.0010丙二烯0.810.002232.300.00151，3-丁二烯1.260.003468.370.0031异丁烯22.130.06041241.710.0566甲醇30.400.0830974.020.0444MTBE62.370.17025497.920.2506TBA0.450.001233.350.0015二.三异丁烯0.070.00029.820.0004366.381.000021943.351.0000计算方法同表13依据设计要求循环物料循环比控制范围为0.85.0。所以取循环物料循环比为0.8.设循环循环物料中含异丁烯量为x,则 解得x= 17.70同理可得循环物料中含MTBE量为49.90 ，含甲醇量为24.32表15 则反应器一段循环物料组成及流量：组分摩尔流量kmol/h摩尔分数kmol/kmol质量流量kg/h质量分数kg/kg丙烯1.660.005769.880.0040丙烷2.380.0081104.850.0060异丁烷58.010.19793371.420.1921正丁烯83.400.28454679.580.2666正丁烷16.150.0551938.940.0535反丁烯23.370.07971311.190.0747顺丁烯13.940.0476782.460.0446正戊烷0.260.000918.230.0010丙二烯0.650.002225.840.00151，3-丁二烯1.010.003454.700.0031异丁烯17.700.0604993.370.0566甲醇24.320.0830779.220.0444MTBE49.900.17024398.340.2506TBA0.360.001226.680.0015二.三异丁烯0.060.00027.860.0004293.171.000017562.561.0000b) 反应器二段出口物料组成及流量到二段时异丁烯反应转换率达成86%反应异丁烯量: MTBE产量为: 二.三异丁烯产量为 :剩下异丁烯流量为 : 甲醇流量为: 表16 反应器二段出口物料组成及流量组分摩尔流量kmol/h摩尔分数kmol/kmol质量流量kg/h质量分数kg/kg丙烯2.080.005887.350.0040丙烷2.970.0083131.060.0060异丁烷72.510.20354214.270.1920正丁烯104.250.29265849.470.2665正丁烷20.190.05671173.680.0535反丁烯29.210.08201638.990.0747顺丁烯17.430.0489978.070.0446正戊烷0.320.000922.790.0010丙二烯0.810.002332.300.00151，3-丁二烯1.260.003568.370.0031异丁烯11.920.0335668.830.0305甲醇20.290.0569650.090.0296MTBE72.480.20346389.110.2910TBA0.450.001333.350.0015二.三异丁烯0.110.000315.430.0007356.281.000021953.161.0000计算方法同表13依据设计要求循环物料循环比控制范围为0.85.0。所以取循环物料循环比为0.8,设循环循环物料中含异丁烯量为x,则 解得x= 9.54同理可得循环物料中含MTBE量为57.98,含甲醇量为16.23表17 则反应器二段循环物料组成及流量：组分摩尔流量kmol/h摩尔分数kmol/kmol质量流量kg/h质量分数kg/kg丙烯1.660.005869.880.0040丙烷2.380.0083104.850.0060异丁烷58.010.20353371.420.1920正丁烯83.400.29264679.580.2665正丁烷16.150.0567938.940.0535反丁烯23.370.08201311.190.0747顺丁烯13.940.0489782.460.0446正戊烷0.260.000918.230.0010丙二烯0.650.002325.840.00151，3-丁二烯1.010.003554.700.0031异丁烯9.540.0335535.060.0305甲醇16.230.0569520.070.0296MTBE57.980.20345111.20.2910TBA0.360.001326.680.0015二.三异丁烯0.090.000312.340.0007285.021.000017562.531.0000计算方案同表15c) 反应器三段出口物料组成及流量到三段时异丁烯反应转换率达成93%反应异丁烯量 MTBE产量为 二.三异丁烯产量:剩下异丁烯流量为 甲醇流量为 表18 反应器三段出口物料组成及流量：组分摩尔流量kmol/h摩尔分数kmol/kmol质量流量kg/h质量分数kg/kg丙烯2.080.005987.350.0040丙烷2.970.0085131.060.0060异丁烷72.510.20704214.270.1920正丁烯104.250.29765849.470.2664正丁烷20.190.05761173.680.0535反丁烯29.210.08341638.990.0747顺丁烯17.430.0498978.070.0446正戊烷0.320.000922.790.0010丙二烯0.810.002332.300.00151，3-丁二烯1.260.003668.370.0031异丁烯5.960.0170334.420.0152甲醇14.390.0411461.060.0210MTBE78.380.22376909.200.3147TBA0.450.001333.350.0015二.三异丁烯0.140.000419.640.0009350.351.000021954.021.0000计算方法同表132.2.3 MTBE精馏塔物料衡算依据设计要求：塔底甲醇 0.003 （wt），二.三异丁烯 0.005 （wt），MTBE精馏过程MTBE收率为98.5%，未反应异丁烯全部从塔顶馏出，TBA和二.三异丁烯存在于成品MTBE中，塔底MTBE量为：塔底成品MTBE量为：塔底甲醇量为 ：塔底二.三异丁烯质量分数为：19.64/6944.45=0.0028 （满足设计要求）塔顶MTBE量为：塔顶甲醇量为：已知精馏塔进料组成和流量为反应器出口物料组成和流量表19 对精馏塔进行物料衡算列表以下：名称进料kg/h质量分数kg/kg馏