MTBE装置培训教材(2013.6).doc

8万吨/年MTBE装置培训教材

第一联合车间
2012-6

呼和浩特石化公司第一联合车间8万吨/年MTBE装置培训教材
第一章 基础理论知识
1.1 名词解释
1.1.1 工艺名词解释
1.1.1.1 内回流：
分馏塔精馏段内从塔顶逐层溢流下来的液体。首先是塔顶冷回流（外回流）造成的．各层溢流液即内回流与上升蒸气接触时，只吸取气化潜热，故属于热回流。内回流量决定于外回流量，且由上而下逐层减少（侧线抽出量也影响内回流量）；内回流温度则由上而下逐层升高，即逐层液相组成变重。
1.1.1.2 气相回流：
指分馏塔提馏段中上升的蒸气。可由塔底重沸器供热来形成，或从塔底引人过热蒸汽，促使较轻组分平衡汽化来形成。作用是利用气相回流与提馏段下降液体的接触，使液体提浓变重，成为合格产品从塔底抽出。
1.1.1.3 气液平衡：
处于密闭容器中的液体，在一定温度和压力的条件下，当从液面挥发到空间的分子数与同一时间内从空间返回液体的分子数相等时，就与液面上的蒸汽建 立了一种动态平衡，称为气液平衡。气液平衡是两相传质的极限状态。外界条件（如温度、压力、组分浓度）不变，这种动态平衡也保持不变。若外界条件改变，则原有平衡关系受到破坏，新的平衡关系出现。气液两相不平衡到平衡的原理，是气化和冷凝，吸收和解吸过程的基础。例如，蒸馏的最基本过程，就是气液两相充分接触，通过两相组分浓度差和温度差进行传质传热，使系统趋近于动平衡，这样，经过塔板多级接触，就能达到混合物组分的最大限度分离。
1.1.1.4 空塔气速：
通常指在操作条件下通过塔器横截面的蒸汽线速度（m/s）。由蒸气体积流量除以塔器横截面积而得，即等于塔器单位截面上通过的蒸气负荷，是衡量塔器负荷的一项重要数据。板式塔的允许空塔气速、要受过量雾沫夹带、塔板开孔率和适宜孔速度等的控制．一般以雾沫夹带作为控制因素来确定板式塔的最大允许空塔气速，此值应保持既不引起过量的雾沫夹带，又能使塔上有良好的气液接触。
1.1.1.5 波泛：
又称淹塔。是带溢流塔板操作中的一种不正常现象，会严重降低塔板效率，使塔压波动，产品分割不好。表现为降液管内的液位上升和板上泡沫层提升至使塔板间液流相连．造成液泛的原因是液相负荷过大，气相负荷过大或降液管面积过小。为防止液泛现象发生。在设计和生产中必须进行一层塔板所需液层高度以及板上泡沫高度的计算来校核所选的板间距，并对液体在降液管内的停留时间及降液管容量进行核算。
1.1.1.6 液相负荷：
又称液体负荷，对有降液管的板式塔来说，是指横流经过塔板溢流过堰板，落人到降液管中的液体体积流量（㎡/h或者㎡/s）是上下塔板间的内回流量，是考察塔板流体力学状态和操作稳定性的基本参数之一。液相负荷过大，在塔板上因阻力大而形成进出塔板堰间液位落差大，造成鼓泡不匀及蒸汽压降过大，在降液管内将引起液泛，此时液相负荷再加大，即引起淹塔，塔板失去分馏效果。塔内的板面布置，液流长度，堰板尺寸，降液管型式，管内液体停留时间，流速、压降和清液高度等都影响塔内稳定操作下的液相负荷。
1.1.1.7 理论塔板：
能使气液充分接触而达到相平衡的一种理想塔板的数目。计算板式塔的塔板数和填料塔的填料高度时，必须先求出预定分离条件下所需的理论塔板数，假定气流充分接触达到相平衡，而其组分间的关系合乎平衡曲线所规定关系时的板数。实际板数总是比理论板数多。
1.1.1.8 塔板开孔率
指塔板上开孔总面积与塔截面积之比，影响操作的重要因素。在塔的气液相负荷一定时，开孔过大，会造成温液；开孔率过小，会造成严重的雾沫夹带。
1.1.1.9 最小回流比：
一定理论塔板数的分馏塔要求一定的回流比，来完成规定的分离度。在指定的进料情况下，如果分离度要求不变，逐渐减小回流比，则所需理论塔板数也需要逐渐增加。当回流比减小到某一限度时，所需理论塔板数要增加无限多，这个回流比的最低限度称为最小回流比。最小回流比和全回流是分馏塔操作的两个极端条件。显然，分馏塔的实际操作应在这两个极端条件之间进行，即采用的塔板数要适当地多于最少理论塔板数，回流比也要适当地大于最小回流比。
1.1.1.10 泡点：
多组分液体混合物在某一压力下加热至刚刚开始沸腾，即出现第一个小气泡时的温度。泡点温度也就是该混合物在此压力下平衡汽化曲线的初馏点。（0%馏出温度）。
1.1.1.11 饱和蒸汽压：
在某一温度下，液体和其表面上的蒸汽呈平衡状态，此时蒸汽产生的压力称为饱和蒸汽压，简称蒸汽压。
1.1.1.12 流量：
在流体流动过程中，每单位时间内，流过管程任意截面的流体量，称为流量，可分为体积流量和质量流量。
1.1.1.13 流速：
流体单位时间在流动方向上所流过的距离称为流动速度，简称流速。
1.1.1.14 沸点：
在一定压力下，液体开始沸腾的温度。
1.1.1.15 闪点：
油品或烃类在一定条件下加热，液体表面的油蒸汽和周围的空气组成一种爆炸性的混合气体，当火焰接近时，发生闪火或爆炸的最低温度称为闪点。
1.1.1.16 能耗：
在生产过程中，所消耗的燃料、蒸汽、电力、耗能工质（各种水、压缩空气）的能量的总和，通常用单位能耗来表示，即加工一吨原油平均消耗的能量。单位：千克标油/吨原油。
1.1.1.17 精馏：
把液体混合物进行多次部分汽化，同时把产生的蒸汽多次部分冷凝，使混合物分出所要求组分的过程。
1.1.1.18 异丁烯：
异丁烯，分子式为(CH3)2C＝CH2，常温下为无色透明气体，加压后可成透明液体。不溶于水，易溶于有机溶剂，易聚合，易与多种化学品发生反应。易燃、易爆。用于合成聚异丁烯橡胶、丁基橡胶、异戊二烯的主要单体，也广泛用作医药、农药、抗氧剂、合成高级润滑油、汽油添加剂和其他精细化工产品的原料。
1.1.1.19 甲醇：
甲醇，分子式为CH3OH，是一种透明、易燃、易挥发的有毒无色澄清液体，有刺激性气味。微有乙醇样气味，粗品刺鼻难闻，易流动，燃烧时无烟有蓝色火焰，能与水、醇、醚等有机溶剂互溶，能与多种化合物形成共沸混合物，能与多种化合物形成溶剂混溶，溶解性能优于乙醇，能溶解多种无机盐类，如碘化钠、氯化钙、硝酸铵、硫酸铜、硝酸银、氯化铵和氯化钠等。易燃，蒸气能与空气形成爆炸极限6.0%-36.5%（体积）。有毒，一般误饮15ml可致眼睛失明。
1.1.1.20 MTBE：
甲基叔丁基醚，英文缩写为MTBE，溶点-109℃，沸点55.2℃，是一种无色、透明、高辛烷值的液体，具有醚样气味，是生产无铅、高辛烷值、含氧汽油的理想调合组份，作为汽油添加剂已经在全世界范围内普遍使用。它不仅能有效提高汽油辛烷值，而且还能改善汽车性能，降低排气中CO含量，同时降低汽油生产成本。
1.1.2 设备名词解释
1.1.2.1 热补偿器
一种管件，设在管线的长直管段中，用以吸收因管壁温度变化而引起的管子伸长或收缩，减小管于截面内的热应力。炼厂高温管线上常用的热补偿器形式有为波型补偿器较紧凑，多应用于大直径的低压管线上。
1.1.2.2机械杂质
指石油或油品中所有不溶于油和规定溶剂的沉淀或悬浮物质，如泥砂、尘土、铁屑、纤维和某些不熔性盐类。这些杂质是在开采、精制、贮存或使用过程中带进来的。机械杂质含量是许多油品的一项质量指标。对于轻质油来说，机械杂质会堵塞油路，促使生胶或腐蚀，对于锅炉燃料消耗，将会堵塞喷嘴，降低燃烧效率，增加燃料消耗，对于润滑油，则会破坏油膜，增加磨损，堵塞油滤器，促进生成积炭等。
1.1.2.3安全阀
为了保证安全生产，要求某些阀门在介质压力超过规定数值时，能自动打开排泄介质，防止设备或管路破坏，压力正常后又能自动闭合，具有这种作用的阀门叫安全阀。装置上一般使用的是弹簧式安全阀。
1.1.2.4冲蚀
在设备中流体流速较大的地方，金属保护膜常常被冲刷脱落，暴露出新的金属表面又与腐蚀介质作用，造成严重的局部腐蚀称为冲蚀。
1.1.2.5SC油雾润滑系统
是一种能够产生、传输、并自动为工业机械和设备中的轴承、齿轮箱等提供润滑油的集中润滑系统。油雾润滑系统的核心部件是其油雾发生器，它利用仪表风作为动力源，将润滑油雾化成直径为1~3um的小油滴，产生的小油滴随仪表风通过分配管道网络到达各个润滑点，在摩擦副表面形成一层良好的油膜。
1.1.2.6气密封
即“干运转气体密封”（Dry Running gas seals）是将开槽密封技术用于气体密封的一种新型轴端密封，属于非接触密封。其作用原理：当端面外侧开设有流体动压的动环旋转时，流体动压槽把外径侧（称之为上游侧）的高压隔离气体泵入密封端面之间，由外径至槽径处气膜压力逐渐增加，而自槽径至内径处气膜压力逐渐下降，因端面膜压增加使所形成的开启力大于作用在密封环上的闭合力，在摩擦副之间形成很薄的一层气膜从而使密封工作在非接触状态下。所形成的气膜完全阻塞了相对低压的密封介质泄漏通道，实现了密封介质的零泄漏或零逸出。
1.1.2.7空冷
空气冷却器是以环境空气作为冷却介质，横掠翅片管外，使管内高温工艺流体得到冷却或者冷凝的设备，简称空冷，空冷也叫翅片风机，常用它代替水冷式壳程-管程换热器冷却介质。
1.1.3 仪表名词解释
1.1.3.1 串级调节
凡用两个调节器工作，主调节器的输出作为副调节器的给定值，由副调节器操纵阀门动作，这样的调节系统称为串级调节系统。
1.1.3.2 差压式流量计
一种流量测量仪表，由节流装置，引压管和差压计组成，以节流装置作测量元件。流体流过节流装置时，因节流作用，流体静压力降低，而压降的大小和流量有一定关系，用差压计测出压力降就能指出流量。应用很广，适于测量液体，气体和蒸汽的流量，节流装置用孔板，故又称流量计。
1.1.3.3 流量计
主要由一根自下而上扩大的锥形玻管和一只随流体流量大小上下移动的浮子组成。流体自下而上流经锥管时，流体动能在浮子上产生的升力S和流体的浮力A使浮子上升，当升力S与浮力A之和等于浮子自身重力G时，浮子处于平衡，稳定在某一高度位置上，锥管上的刻度指示流体的流量值。
1.1.3.4 表压
单位面积所受的力称为压力，常用压力单位帕斯卡（Pa）为法定计量单位。
1Pa=0.1×10-3N/ =1.01972×10-5Kgf/m2 =0.101972mmH2O =7.50062×10-3mmHg=0.86923×10-5atm
      通常由弹簧管压力计读到的压力称为表压。
      绝对压力=表压+当地大气压
      真空度=当地大气压—残压
1.1.3.5 敏感元件
直接影响被测变量，并将它转换成适于测量形式的元件或器件。
1.1.3.6 变送器
输出为标准信号的传感器。
1.1.3.7 调节阀
由控制信号调整流体通路的口径，以改变流量的执行器。
1.1.3.8 绝对误差
测量值和真实值之差。
1.1.3.9 精度
反映误差大小的术语，精度越高，误差越小。
1.1.3.10 灵敏度
仪表在稳定状态下输出的变化量与最小输入的变化量的比值。
1.1.3.11 报警器
用声光或者同时显示不正常状态，以引起人们注意的仪表。
1.1.3.12 调节器
根据被测参数的测量值与给定值的偏差，以一定的规律运算以后，向执行器发出调节信号，使被调参数稳定在给定值上的仪表设备。
1.1.3.13 自动控制
自动控制就是指在没有人直接干预的情况下，利用自动控制装置时被控对象的工作状态按照预定的规律运行。为了实现上述目的，由相互制约的各部分按照一定规律组成的具有特定功能的整体，称为自动系统。
1.1.3.14 节流现象
流体在管道中流动时，在节流装置前后的管壁处，流体的静压力产生差异的现象称为节流现象。
1.1.4 HSE名词解释
1.1.4.1 爆炸极限
在常温常压下，油品或可燃物蒸气在空气中形成爆炸性混合物时的最低含量称爆炸下限，其最高含量称爆炸上限。在爆炸上限和爆炸下限之间的含量，都能引起爆炸，称爆炸极限或爆炸范围。在可燃物的生产、贮存、运输中均应注意爆炸极限，以保证安全。
1.1.4.2 培训
员工为提高岗位风险辨识和控制能力，满足岗位安全生产需要，所进行的以公司管理规范、程序和操作规程为主要内容，以在岗辅导、演练为主要形式的持续学习行为和过程。
1.1.4.3 员工
包括炼化企业的正式员工、合同工或临时工，以及承包商员工。
1.1.4.4 培训需求
为了满足特定岗位的实际工作需要而必须完成的培训内容。
1.1.4.5 培训需求矩阵
将培训需求与有关岗位列入同一个表中，以明确说明各岗位需要接受的培训内容、掌握程度、培训频率等。
1.1.4.6培训内容
对培训活动的安排，包括培训时间、地点、师资、内容、方式及考核等。
1.1.4.7 工艺设备变更
涉及工艺技术、设备设施、工艺参数等超出现有设计范围的改变（如压力等级变更、压力报警值改变等）。
1.1.4.8微小变更
影响较小，不造成任何工艺、设计参数等的改变，但又不是同类替换的变更，即“在现有设计范围内的改变”。
1.1.4.9 同类替换
符合原设计规格的变更。
1.1.4.10 人员变更
是指员工岗位发生变化，包括永久变动和临时承担有关工作，表现形式有：调离、调入、转岗、替岗。
1.1.4.11 关键岗位
指的是风险控制直接相关的管理、操作、检维修作业等重要岗位。此类岗位会因为人员的变动而造成岗位经验缺失、岗位操作熟练程度降低，可能导致人员伤亡或不可逆的健康伤害、重大财产损失、严重环境影响等事故。
1.1.4.12 作业票
所有作业必须办理作业许可证，当作业中包括动火作业、进入受限空间作业、高处作业、挖掘作业、起重作业、管线容器打开作业、脚手架作业、临时用电作业等危险作业时还应办理专门的作业许可证：电气作业还需办理《第一种工作票》、《第二种工作票》、《倒闸操作票》等相关许可票证。
1.1.4.13 风险识别
是指在风险事故发生之前，人们运用各种方法系统的、连续的认识所面临的各种风险以及分析风险事故发生的潜在原因，风险识别过程包含感知风险和分析风险两个环节。感知风险，即是了解客观存在的各种风险，是风险识别的基础，只有通过感知风险，才能进一步在此基础上进行分析，寻找导致风险事故发生的条件因素，为拟定风险处理方案，进行风险管理决策服务。分析风险即是分析引起风险事故的各种因素，它是风险识别的关键。
1.1.4.14 HAZOP分析
是危险性和可操作性的简称，是一种用于设计安全审核的技术，进行工艺危险识别以及可能引起操作问题的设计缺陷识别。该方法是以团队评估为基础的，由过程安全工程师带领各适当工程专业的团队成员共同开展分析，这些成员都对被评估的系统有着深入详细的理解。HAZOP团队从设计着手，来细致的审查可能的偏离设计目的的情况。其目的是为了发现可能存在的安全隐患和操作问题，并找到设计中用于控制和限制这些问题的措施。如果没有采取针对性的措施，或这些措施仍显不足的话，那多，该团队可能会建议通过修改设计来加以解决。
1.2工艺说明书
1.2.1装置概况
该装置为新建装置。公称设计规模8万吨/年甲基叔丁基醚 (简称MTBE)。装置年开工按8400小时设计。装置操作弹性60～110%。
MTBE装置包括原料预处理部分、反应及产品分离部分和甲醇回收部分三个部分。
1.2.2设计原则
1.进、可靠的工艺技术和设备，使装置总体水平达到国内领先水平；
2.环保、消防与设计同步进行，满足国家和地方标准及规范要求；
3.考虑与气分装置联合，减少联合装置占地，降低装置投资；
4.采用DCS，满足集中控制要求。
1.2.3设计范围
本次设计范围为MTBE装置界区内的全部工程。
1.2.4原料来源及产品去向
1.2.4.1原料来源
1）混合碳四
混合碳四原料自气体分馏装置通过管道输送至装置。
2）甲醇
甲醇自罐区甲醇罐通过管道泵送至装置。
1.2.4.2产品去向
装置主要产品为MTBE，通过管道输送至罐区MTBE产品罐。
装置的副产品为未反应碳四馏分，管道输送至罐区用作民用液化石油气。
1.2.5工艺技术方案
国内MTBE生产技术成熟可靠，已经达到国际先进水平，故不考虑引进。装置预反应部分采用洛阳工程公司开发的混相膨胀床合成MTBE生产技术，催化蒸馏系统采用齐鲁石化公司研究院开发的催化蒸馏合成MTBE生产技术。
1.2.6 原料及产品性质
1.2.6.1混合碳四
装置原料为气体分馏装置来的混合碳四，原料组成及性质如下：
表1.2-1 混合碳四原料组成
组分
wt%
丙烯
0.04
丙烷
0.11
异丁烷
35.72
异丁烯
17.92
正丁烯-1
7.80
正丁烷
12.15
反丁烯-2
13.99
顺丁烯-2
10.97
戊烷
1.30
金属离子含量
≤5ppm
小计
100.00
1.2.6.2工业甲醇
见表1.2-2（按国家标准优级品GB-338-92）
表1.2-2 工业甲醇规格
序号
项 目
单 位
规 格
1
外观

无色透明液体，无可见杂质
2
色度（铂-钴）
号
≤5
3
密度（20℃）
g/ml
0.791～0.792
4
沸程
℃(760mmHg)
64.0～65.5
5
蒸馏量
ml
≥98
6
馏程（包括64.6±0.1）
℃
≤0.8
7
高锰酸钾试验
分
≥50
8
水溶液试验

澄清
9
水分含量
%
≤0.10
10
游离酸（以HCOOH计）含量
ppm
≤15
11
游离碱（以HN3含量）
ppm
≤2
12
羰基化合物（以HCOH计）含量
ppm
≤20
13
蒸发残渣
ppm
≤10
14
气味

无特殊异臭气味
15
乙醇含量
%
≤0.01

1.2.6.3 MTBE产品规格及理化性质
表1.2-3 MTBE产品规格
组分
重量%
MTBE(含MSBE)
≥98（扣除C5）
叔丁醇
0.4～0.8
二聚物
0.3～0.6
甲醇
0.1～0.4
C4
<0.5
表1.2-4 MTBE产品理化性质
项 目
数 据
沸点（常压）℃
55.4
比重
0.77
分子量
88.15
含氧量 %
18.5
燃烧热KJ/Kg
38220
汽化热KJ/Kg
337
闪点 ℃
-28
燃点 ℃
460
研究法辛烷值RON
117
马达法辛烷值 MON
101
水中溶解度 %
1.3
水共沸物沸点 ℃
52.2

1.2.7 装置物料平衡
装置公称规模为8.0万吨/年MTBE，物料平衡按8400小时计算。装置物料平衡见表1.2—5。
表1.2—5 装置物料平衡表
序号
名称
kg/h
104t/a
一
原料

1
混合碳四
32616.00
27.40
2
甲醇
3267.37
2.74

合计
35883.37
30.14
二
产品

1
MTBE
9524.37
8.00
2
未反应碳四
26309.27
22.10
3
损失
49.73
0.04

合计
35883.37
30.14

1.2.7 生产流程简述
1.2.7.1工艺流程简述
装置由原料预处理部分、反应及产品分离部分和甲醇回收部分三部分组成。
1.原料预处理部分
气体分馏装置来的混合碳四馏分进入装置碳四罐(1222-V-101)，从此罐抽出的混合碳四经碳四泵增压。从罐区来的原料甲醇进入甲醇罐(1222-V-102)，两股原料分别经碳四泵(1222-P-101A/B)及甲醇泵(1222-P-102A/B)按甲醇/异丁烯=1.15（分子比）配比后进入静态混合器(1222-M-101)，经充分混合后进入净化器(1222-R-101A/B)。净化器内装树脂催化剂，以脱除混合碳四中残留的胺、碱或碱金属离子，两台净化器切换操作，定期更换失活的催化剂。
5.1.2反应及产品分离部分
经原料预处理后的混合碳四进入反应进料预热器(1222-E-201)，然后进入预反应器(1222-R-201)底部。反应进料自下而上流经树脂催化剂床层，发生醚化反应，在此异丁烯转化率达到90%以上。反应产物从预反应器顶部出来，与MTBE产品经催化蒸馏塔进料换热器(1222-E-202)换热后气液混相进入催化蒸馏塔(1222-C-201)。催化蒸馏塔精馏段分为两个部分，上部为精馏段；下部为反应蒸馏段。未反应的异丁烯在反应蒸馏段继续发生醚化反应，最终转化率达到98%以上。甲醇与未反应碳四以共沸物形式从塔顶馏出，馏出物经催化蒸馏塔冷凝器(1222-E-203)冷凝后进入催化蒸馏塔回流罐(1222-V-201)。用催化蒸馏塔回流泵(1222-P-201A/B)从催化蒸馏塔回流罐抽出的冷凝共沸物，一部分作为催化蒸馏塔的回流返回催化蒸馏塔顶，另一部分作为萃取塔的进料。催化蒸馏塔底部MTBE产品与反应物料换热再经MTBE冷却器(1222-E-206)冷却后，自压到装置外MTBE产品罐贮存。
催化蒸馏塔底部设有催化蒸馏塔重沸器(1222-E-204)，由1.0MPa蒸汽供热。
5.1.3甲醇回收部分
从催化蒸馏塔顶来的甲醇C4共沸物经萃取塔进料冷却器(1222-E-205A/B)冷却至40℃后，由萃取塔(1222-C-301)底部经进料入口分布器，呈分散相进入塔内。塔顶进入从甲醇塔底送来的循环萃取水，经逆流萃取后，甲醇几乎全部溶于水中。萃余相碳四馏分由塔顶进入未反应碳四罐(1222-V-301)切除水分，切水后未反应碳四由未反应碳四泵(1222-P-301A/B)送往气体分馏装置，其与液化石油气混合后送往罐区用作民用液化石油气。含甲醇的萃取水由塔底出来，经闪蒸罐(1222-V-302)闪蒸出部分溶解的碳四，再经甲醇塔进料换热器(1222-E-302A/B)与甲醇塔底萃取水换热后进入甲醇塔(1222-C-302)。
甲醇塔顶部馏出物经甲醇塔冷凝器(1222-E-303)冷凝后进入甲醇塔顶回流罐(1222-V-303)，冷凝物流经甲醇塔回流泵(1222-P-303A/B)抽出后，一部分送回甲醇塔顶回流，另一部分即为回收甲醇，送回甲醇罐。
甲醇塔底部物料为循环用萃取水，由萃取水泵(1222-P-304A/B)送至甲醇塔进料换热器(1222-E-302A/B)换热，并经萃取水冷却器(1222-E-301A/B)冷却至40℃后送至萃取塔顶部用作萃取剂。
甲醇塔底部设有甲醇塔重沸器(1222-E-304)，由1.0MPa蒸汽供热。
5.2主要工艺操作条件
5.2.1反应器
表5-1 反应器工艺操作条件
项目
预反应器
工况
初期
后期
反应温度℃
75
≤80
压力MPa（abs）
0.85
1.0
醇烯比（分子比）
1.15:1
1.15:1

5.2.2塔器
表5-2 塔器工艺操作条件
项目
操作温度
℃
操作压力
MPa（abs）
回流比
（回流重量/塔顶产品重量）
进料
塔顶
塔底
回流罐
塔顶
塔底
回流罐

催化蒸馏塔
75.0
63.0
135.1
58.7
0.8
0.85
0.75
1
萃取塔
40
40
40

0.6
0.7

甲醇塔
75
81.8
124
71.0
0.20
0.23
0.15
10

5.3副产品的回收、利用
装置的副产品为未反应碳四馏分，可用作民用液化气燃料。其规格如下：
表5-3 未反应碳四产品规格
组分
wt%
甲醇
≤50ppm
MTBE
≤50ppm

5.4三废处理
5.4.1废水
本装置产生的废水可分为两类：一类为含油污水，包括管道低点、采样口及塔、罐底部的排污，机泵冷却水，地面冲洗水及初期雨水等，送往含油污水处理厂处理；另一类为间断排放的少量生活污水。
5.4.2废气排放及处理
正常生产时，本装置无废气产生，只有在装置开停工及事故状态时泄放含烃气体，直接送全厂火炬系统。
5.4.3废渣排放及处理
装置内废渣为失活的催化剂，其为强酸性阳离子交换树脂，一次装入量约36吨，每年更换33+6吨。
5.4.4噪声及处理
装置产生噪声的地方主要为机泵的电机，选用低噪声电机，使操作人员作业场所的噪声水平满足《工业企业噪声控制设计规范》的要求。
6 主要设备选型
6.1反应器类
本装置设1台预反应器，2台净化器，净化器材质与预反应器相同。内装强酸性催化剂，反应器壳体材料选用Q245R+06Cr18Ni11Ti复合钢板，内构件选用06Cr18Ni11Ti。
6.2塔类
本装置共设3台塔，其中板式塔2台，填料塔1台。
6.2.1催化蒸馏塔
该塔为板式塔，直径为φ2000/φ2400。精馏段分两个部分，下部为反应段，内置有10段反应床及20层塔板，反应床装有强酸性催化剂，与催化剂接触的部位选用06Cr18Ni11Ti；上部为20层普通浮阀塔盘。塔下部为提馏段，选用普通浮阀塔盘，材料选用0Cr13。
6.2.2萃取塔
该塔为填料塔，直径为φ1200，壳体材料选用Q345R，内构件采用SMR＋超级扁环填料，材料选用0Cr13。
6.2.3甲醇塔
该塔为板式塔，直径为φ1200，塔内共设60层塔盘，材料选用0Cr13，塔板间距为500mm，壳体材料选用Q345R。
6.3容器类
装置共有容器10台，其中立式容器1台，卧式容器9台。
6.4冷换设备
装置共有换热器13台，均为浮头式。
6.5机泵
装置共需泵14台，需电机14台。
表6-1 主要工艺设备汇总

单位
数量
备注
反应器
台
3

塔类
座
3

容器类
台
10

冷换类
台
13

泵
台
14

7 消耗指标及能耗
7.1 辅助材料消耗
辅助材料消耗见表7-1。
表7-1 辅助材料消耗
序
号
名 称
型号或
规格
年用量
t
一次装入量
t
预期寿命
年
备 注
1
净化器催化剂
D005
18
9
1

2
预反应器催化剂
D005

15
1

3
催化蒸馏塔催化剂
D005

12
2

7.2 公用工程消耗
1)水用量(见表7-2)
2)电用量 (见表7-3)
3)蒸汽用量 (见表7-4)
4)压缩空气用量(见表7-5)
5)氮气用量(见表7-6)
6)装置消耗量汇总（见表7-7）
表7-2 水用量
序号
使用地点
给 水 t/h
排 水 t/h
备注
新鲜水
循环
水
除氧
水
除盐水
循环热水
含油
污水
含硫
污水
生活
污水

压力
自流
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
K
L
1
1222-E-101

10.0

10.0

间断
2
1222-E-203

378.08

378.08

连续
3
1222-E-205A/B

18.04

18.04

连续
4
1222-E-206

24.03

24.03

连续
5
1222-E-301A/B

31.65

31.65

连续
6
1222-E-303

132.89

132.89

连续
7
机泵冷却

7.0

5

2

连续
8
地面冲洗
2　

2

间断

合计

591.69

589.69

2

连续　

表7-3 电用量
序号
使 用
地 点
电压
V
设备数量(台)
设备容量 kW
轴功率
kW
年工作 时数
年用电量×104kWh/h
备
注
操作
备用
操作
备用
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
K
1
1222-P-101A/B
380
1
1
90
90
47.40
8400
39.82
连续
2
1222-P-102A/B
380
1
1
11
11
8.50
8400
7.14
连续
3
1222-P-201A/B
380
1
1
45
45
26.30
8400
22.09
连续
4
1222-P-301A/B
380
1
1
90
90
54.60
8400
45.86
连续
5
1222-P-302A/B
380
1
1
15
15
10.60
8400
8.90
连续
6
1222-P-303A/B
380
1
1
15
15
9.50
8400
7.98
连续
7
1222-P-304A/B
380
1
1
18.5
18.5
14.30
8400
12.01
连续
8
照明用电
220

20
4000
8.00
间断

合 计
380

171.20

143.80
连续

220

10.00

8.0
连续

表7-4 蒸汽用量
序
号
使 用
地 点
蒸汽用量 t/h
外输蒸汽 t/h
备注
压力，MPa
压力，MPa
0.5
1.0
3.5
0.21
1.0
最大
正常
最大
正常
正常
最大
正常
正常
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
K
1
1222-E-204

8.07

连续
2
1222-E-304

4.16

连续
3
吹扫、消防

10.0

间断

合计

12.23

连续

表7-5 压缩空气用量
序号
项 目
压力
MPa
连续量m3n/h
间断量m3n/h
来 源
备 注
正常
最大
正常
最大
A
B
C
D
E
F
G
H
I
1
净化压缩空气
0.60
120

2
非净化压缩空气
0.70

180

表7-6 氮气用量
序

号
用 气 参 数
连 续 量m3n/hr
间 断 量m3n/hr
来 源
备 注
压力MPa
温度℃
纯度
%
正常
最大
正常
最大
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
1
0.60
常温

180

表7-7 装置消耗量汇总
序号
项 目
单 位
数 量
备 注
1
循环水
t/h
591.69

2
新鲜水
t/h
2
间断
3
除盐水
t/h
5
开工用、间断
4
电
kW.h/h
181.20

5
蒸汽 1.0MPa蒸汽
t/h
12.23

1.0MPa蒸汽
t/h
10.00
间断
6
凝结水 0.7MPa
t/h
-12.23
外输
7
净化压缩空气
m3n/h
120

8
非净化压缩空气
m3n/h
180
间断
9
氮气 0.7 MPa
m3n/h
180
间断
10
含油污水
t/h
2

7.3 装置能耗
表7-8 装置能耗

单位耗量
小时耗量
能源折算值（kg标准油）
单位能耗

单位
数量
单位
数量
单位
数量
kg标油/t MTBE
1
循环冷水
t/t
62.12
t/h
591.69
kg/t
0.1
6.21
2
电
kw.h/t
19.03
kw.h/h
181.20
kg/kw.h
0.26
4.95
3
1.0MPa蒸汽
t/t
1.28
t/h
12.23
kg/t
76
97.28
4
0.4MPa凝结水
t/t
-1.28
t/h
-12.23
kg/t
7.65
-9.79
5
净化压缩空气
m3n/t
12.60
m3n/h
120
kg/m3n
0.038
0.48
6
含油污水
t/t
0.21
t/h
2　
kg/t　
1.1
0.23
7

8
合计

99.36

7.4 节能措施
7.4.1 预反应器采用混相膨胀床反应技术，节能降耗；
7.4.2 采用催化蒸馏技术，提高异丁烯的转化率，同时降低装置消耗；
7.4.3萃取系统采用较大的料水比，降低萃取水循环所带来的能量消耗；
7.4.4优化各塔操作，在保证分离要求