年产5万吨甲基叔丁基醚生产工艺概念.doc
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摘 要
关键词:甲基叔丁基醚 异丁烯 甲醇
目 录
摘 要 Ⅰ
第 1 章 绪论 1
1.1 概述 1
1.1.1 MTBE生产历史和生产前景 1
1.1.2 设计依据 1
1.1.3厂址的选择及设计地区的自然条件车间的组成及人员 2
1.2 工艺说明 2
1.2.1 原材料规格 2
1.2.2 副产品规格 3
1.2.3 安全标准 3
1.2.4 产品性质 4
1.2.5 生产工序及工艺流程叙述 6
1.2.6 生产控制一览表 10
1.2.7 三废及处理 11
第 2 章 计算部分 12
2.1 物料衡算 12
2.1.1 全车间物料衡算 12
2.1.2 反应器物料衡算 13
2.1.3 MTBE精馏塔物料衡算 19
2.1.4 萃取塔物料衡算 20
2.1.5 回收塔物料衡算 22
2.2 热量衡算 24
2.2.1 一器一段循环冷却器E-101热量衡算 24
2.2.2 一器一段热量衡算 25
2.2.3 T101B塔底出料换热器E104的热量衡算 26
2.2.4 T101进料换热器热量衡算 27
2.2.5 T101热量衡算(包括T101B塔底再沸器E106,T101A塔顶冷凝器E107) 27
2.2.6 E108热量衡算 28
2.3 反映器部分的计算 31
2.3.1 R101各段出口温度的计算 31
2.3.2 R101各段密度的计算 32
2.3.3 催化剂用量和床层高度的计算 34
2.3.4 反应器直径的计算 34
2.4 精馏塔的计算 36
2.4.1 精馏塔物料平衡 36
2.4.2 精馏塔各部分温度的计算 37
2.4.3 回流比和理论塔板数 41
2.4.4 进料位置的计算 43
2.4.5 精馏塔全塔热平衡 43
2.4.6 精馏塔塔径和塔高的计算 45
2.5 萃取塔计算 46
2.5.1 萃取塔理论级数的确定 46
2.5.2 萃取塔塔径的计算 47
2.5.3 萃取塔塔高的计算 53
2.6 换热器的计算 55
2.7 泵的计算 56
2.7.1 进口阻力 57
2.7.2 58
2.8 技术经济核算 59
致 谢 62
可行性报告
1.1概述
甲基叔丁基醚,英文缩写为MTBE(methyl tert-butyl ether),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。另外,MTBE还是一种重要化工原料,如通过裂解可制备高纯异丁烯。MTBE是含氧量为18.2%的有机醚类。它的蒸汽比空气重,可沿地面扩散,与强氧化剂共存时可燃烧。甲基叔丁基醚是一种高辛烷值(研究法辛烷值115)汽油添加剂,化学含氧量较甲醇低得多,利于暖车和节约燃料,蒸发潜热低,对冷启动有利,常用于无铅汽油和低铅油的调合。合成MTBE生产工艺主要是醚化工艺,根据醚化反应器的不同,MTBE合成技术以下几种形式:
固定床反应技术:固定床技术采用的是下流式固定床反应器,在70到100液相,甲醇与异丁烯在强酸阳离子交换树脂的作用下,反应生成MTBE。该技术采用外循环取热方式来控制,用冷却水在反应器外移走反应热,用分馏塔分离产物MTBE和甲醇以及剩余的碳四馏分。此法用于含异丁烯浓度变化较大的碳四原料。尽管反应器用水冷却,但仍会出现热点,难于消除,。
b膨胀床反应技术:该技术的主反应器采用上流式膨胀床,在生产过程中,反应原料自下而上经膨胀床反应器催化剂床层。达到一定值后,催化剂床层便开始膨胀,由于催化剂床层受到轻微的扰动,有利于提高催化剂的活性,加快反应床层的传热过程,有利于反应的进行和反应热的扩散,使床层温度分布均匀,不存在局部热点。此方法投资少,结构简单,催化剂装卸方便,但操作弹性较小。
硫酸催化技术:该技术是将一定比例的原料送人第一反应器中,待反应混合物预热至70时,与硫酸混合,在一定温度下将混合物送入第二反应器中,最后反应混合物进入分离器分离有机相和酸相,在分离器中回收得到的硫可循环使用,有机相则进入水洗塔,用NaOH含的循环水中和酸,生成Na2SO4和H2O。含甲醇的萃取想进入甲醇回收塔,回收的甲醇可坐在循环使用,其余则进入MTBE塔,在塔内蒸馏,塔底得到产物MTBE。
d混相反应蒸馏技术:混相反应蒸馏技术是合成MTBE的新工艺,将混相反应与分离相结合,融合了混相反应级数和催化蒸馏技术的优点,具有国际先进水平。目前主要有化工型和炼油型两种。化工型技术其反应塔的上不是催化蒸馏反应段,中部是混相反应段,下部是提馏段。该技术更好的利用了热源,回收了反应热,进一步的节省了投资。炼
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