年产8万吨mtbe装置扩建工程项目可行性研究报告(编辑修改稿)

年产8万吨mtbe装置扩建工程项目可行性研究报告(编辑修改稿)内容摘要：

定剂，也可作食品加工业的抗氧化剂。 (3)作农药原料。 异丁烯氧化可合成农药，如 DV 菊酯。 用 DV 菊酯可进一步制成氯菊酯和氯氰 菊酯。 (4)异丁烯直接氧化生产甲基丙烯酸甲酯（ MMA）。 甲基丙烯酸甲酯（ MMA）是一种重要的有机化工原料，主要用于生产有机玻璃（ PMMA）及其模具塑料、高档轿车漆、 PVC改性剂（ ACR、 MBS 等）、腈纶第二单体等。 除以上四方面外，以异丁烯为原料可氧化生成异丁烯醛，与醋酸反应生成醋酸丁酯，与甲醛反应生成戊二烯，与硫酸水合制取叔丁醇，异丁烯氯化还可制得 – 环氧氯丙烷。 价格预测 近年来，国内 MTBE 产品的发展很快，产品价格趋于稳定，为全面适应全国范围内实施新标准清洁汽油的要求，对 MTBE 的需求量还会有所增加， 2020 年 1 月至 2020 年 7月 MTBE 价格走势上扬，平均价格在 3000/t 元以上 ,其后价格波动上扬， 至 2020 年 以来 ，含税价一直在 4000/t 元以上，目前价格已升至 6800 元 /t左右。 为了获得最大的经济效8 万吨 /年 MTBE 装置扩建工程 7 益，国内 MTBE 产品大部分由各炼厂平衡消化，作为调合组份用于生产高辛烷值汽油，市场投入量不大。 估计今后几年内， MTBE 的价格将 保持平稳。 原料供求 原料碳四 来自大庆石化公司炼油厂 ，供应有保障。 原料甲醇国内生产厂家较多，供应有保障。 本项目所 有外购原料来源可靠，原料供应有保障。 原料价格 根据国内近几年的市场信息和近几年的市场情况，预计混合碳四价格为 4500 元 /t，甲醇价格为 2100 元 /t。 原料运输方式 本装置所用原料碳四及甲醇由汽车运入厂区，储存于碳四储罐和甲醇储罐。 催化剂由汽车运入厂区。 8 万吨 /年 MTBE 装置扩建工程 8 3 生产规模 及 产品方案 本 项目 生产规模为 年产 MTBE 产品 8 104t，设计年操作时间为 8400h，连续生产。 本项目的产品为汽油添加组分 MTBE，副产品为剩余碳四，详见表。 表 产品方案一览表 序号 名称 单位 数量 相态 去向 1 MTBE t/a 液态 外售 2 剩余碳四 t/a 液态 外售 3 回收甲醇 t/a 液态 自用 8 万吨 /年 MTBE 装置扩建工程 9 4 工艺装置 技术及设备方案 技术的选择 国内外工艺技术概况 国外技术概况 国外生产 MTBE 的技术于上世纪七十年代在意大利首先工业化，采用管式反应器进行反应，用共沸蒸馏分离产品。 后来，美国 、 法国等国 家 的石油公司又相继开发出了固定床外循环式和膨胀 床外循环式反应器。 八十年代中期，国外开发出了催化蒸馏合成 MTBE技术，使合成 MTBE 技术有了进一步的发展。 目前，上述技术均已在世界范围内得到广泛应用。 国内技术概况 国内从八十年代初期开始独立自主地进行合成 MTBE 工艺技术的开发 ， 已经成功地开发出固定床外循环式和膨胀床外循环式反应器，共沸蒸馏产品分离，甲醇萃取和甲醇回收的合成 MTBE成套技术。 八十年代末期又成功地开发出催化蒸馏技术和混相床反应技术。 这些技术的研究水平处于国内领先地位，部分已达到国际先进水平。 工艺技术比较 MTBE 工艺 技术 从反应机理和 使 用的核心工艺设备来看主要有：固定床反应技术、膨胀床反应技术、混相反应技术、催化蒸馏反应技术和混相反应蒸馏技术。 下面就国内的几种工艺技术进行比较。 固定 床反应 技术 采用固定床外循环反应合成 MTBE 的工艺流程为混合碳四物料中异丁烯与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，将部分反应后的物料冷却后循环回反应器中生成的产品在共沸蒸馏塔中分离，未反应的甲醇经水萃取后，到甲醇回收塔中回收。 该技术的特点是，反应器结构简单，操作灵活，但是催化剂使用效 率低，反应热不能利用。 床反应 技术 采用膨胀床反应合成的工艺流程为混合碳四物料中异丁烯与甲醇以一定比例混合，预热到一定温度后从反应器底部进入反应器，在催化剂作用下进行反应。 为 了控制反应温度，反应后的部分物料经冷却后循环至反应器底部。 产品在共沸蒸馏塔中分离，未反8 万吨 /年 MTBE 装置扩建工程 10 应的甲醇经水萃取后，到甲醇回收塔回收。 该技术的特点是反应器结构简单，催化剂膨胀扰动，有利于反应过程中的传质和传热，从而减少副反应 ， 但是催化剂使用效率低 ，反应热不能利用。 反应 技术 混相床合成 MTBE 的工艺流程为混合 C4物料中异丁烯与甲醇以一定比例混合，预热到一定温度后进入反应器，在催化剂的作用下反应。 反应热使反应物料温度升高，当温度升高到操作压力下的泡点时，反应热由部分反应物料气化吸收。 该技术的特点是反应器结构简单，利用了反应热，降低了能耗和设备投资。 异丁烯转化率为 90%～ 95%。 该工艺的主要特征是合成 MTBE 的反应不是在纯液相条件下进行，而是控制较低压力，使反应在相应压力的沸点下进行。 控制反应压力可使反应在所需要的温度下进行。 反应物料呈气液混相状态，反应热由反应器内混合 C4在泡点下气化带走，不用外循环取热。 这样 就消除了固定床和膨胀床工艺外循环取热稀释反应物浓度及增加逆反应推动力的弊端， 从而大大提高了催化剂的利用率。 催化蒸馏技术的特点是将反应和产品分离结合在一台设备中进行，由于反应与分离同时进行，破坏了反应平衡，提高了转化率，缩短了工艺流程，减少了设备投资，利用了反应热，降低了能耗。 在催化蒸馏塔中，将反应产物不断地移出反应区，使反应向着生产 MTBE 产物的方向进行，因此异丁烯转化率较高；同时反应放出的热量又被蒸馏所利用，有利于节能。 如果采用混相反应与催化蒸馏串联的工艺流程，反应热可全 部利用。 同时还 可使异丁烯转化率提高到 99%或更高。 技术 该技术 融合了混相反应技术和催化蒸馏技术的优点。 齐鲁石油化工公司研究院开发了混相反应蒸馏（ MRD）技术，这是我国独创的合成 MTBE 新技术。 MRD 塔的反应段包括下部混相反应区和上部催化蒸馏区。 反应原料预热到一定温度后，进入下部混相反应区顶部，强制向下流动穿过催化剂床层，并在催化剂的作用下进行反应。 反应后物料由底部流出，其气相部分与来自汽提段的气相物料一起，经过气相通道向上流动，穿过催化蒸馏区床层中的气相通道与床层间的分馏塔 板。 精馏段的液相物料向下流动，穿过催化蒸馏区的催化剂床层与床层之间的分馏塔板。 液相物料在催化蒸馏区的催化剂床层中进行醚化反应，气相物料与液相物料在床层间的塔板上进行热质传递。 产品经下部汽提段8 万吨 /年 MTBE 装置扩建工程 11 由塔底出装置；未反应的 C4 物料和甲醇经上部精馏段由塔顶出装置，进入甲醇回收单元。 该技术简化了工艺流程，降低了能耗。 本装置拟采用 混相床＋催化蒸馏 技术， 该技术可以提高异丁烯总转化率，节省投资，降低能耗。 该项目 选用的催化蒸馏技术可使催化剂不用任何特殊的包装，直接散装入反应段的催化剂床层中，从而 使催化剂的装卸操作大为简化，有利于反应，节省投资。 该技术经过多套生产装置的实际生产验证，装置运行平稳，技术先进可靠。 、流程及消耗定额 工艺概述 工艺规模及年操作时数 MTBE装置的生产规模为 年产 MTBE产品 8万吨， 装置按连续生产，年操作 8400小时。 设计操作弹性 60～ 110%。 装置组成 本项目的生产单元为 MTBE 装置，本装置的辅助单元包括油品储运系统、循环水系统、空压机系统、导热油炉系统和生活设施等。 本装置的原料包括混合 碳四及甲醇，其性质见表 和 ， 辅助材料 为 强酸型大孔阳离子交换树脂催化剂 ，其 规格见表。 表 混合碳四规格一览表 序号 组分 含量 数值 1 甲烷 %(wt) 2 丙烷 %(wt) 3 丙烯 %(wt) 4 异丁烷 %(wt) 5 丁烯 1 %(wt) 6 异丁烯 %(wt) 7 正丁烷 %(wt) 8 反丁烯 2 %(wt) 9 异戊烷 %(wt) 10 正 戊烷 %(wt) 8 万吨 /年 MTBE 装置扩建工程 12 序号 组分 含量 数值 合计 %(wt) 100 注： 要求控制阳离子含量 2ppm。 表 甲醇规格一览表 序号 指标名称 单位 指标数值 1 蒸馏量（ 64～ 65℃ ， ） % 2 游离碱（以 NH3计） %(wt) 3 游离酸（以 CH3COOH计） %(wt) 4 比重 D204 g/cm3 ～ 5 水分 %(wt) 6 初馏点（ ） ℃ 64 7 甲醇纯度 %(wt) 8 醛酮含量 %(wt) 9 乙醇含量 PPm 10 10 丙酮含量 PPm 10 表 催化剂质量规格 序号 指标名称 指 标 1 型态 氢型 2 外观 黄色或浅灰色球型颗粒 3 含水量 % 4853 4 交换容量 mmol/g（干） ≥ 5 湿真密度（ 20℃） g/ml 6 湿视密度 g/ml 7 平均 粒度 mm 8 粒度范围 ≤ 1% ≤ % 9 耐磨率 % ≥ 95 10 比表面积 m2/g 4050 11 平均孔半径 A 200400 12 孔容 ml/g 13 最高耐热温度℃ 120 产品及副产品 本装置主要产品为 MTBE 产品， MTBE 纯度≥ %（重）（扣除 C5后）。 该产品辛烷值高（ MON101， RON117），且调合性能优良，可用作高辛烷值无铅车用汽油的添加组分，又是汽油中所需氧含量的最 重要来源。 本装置的副产品为未反应 C4馏分，可用作民用液化8 万吨 /年 MTBE 装置扩建工程 13 气燃料。 本装置 产品 及副产品 规格见 表 和。 表 MTBE 规格一览表 序号 组份名称 单位 规 格 1 MTBE ％ ≥98 .2 2 碳四 ％ ≤ 3 甲醇 ％ ≤ 4 TBA ％ ≤ 5 DIB ％ ≤ 表 剩余碳四规格一览表 序号 指标名称 单位 指标数值 1 丙 烯 %(wt) 丙烷 2 异丁烷 %(wt) 3 异丁 烯 %(wt) 4 丁烯 1 %(wt) 5 正丁烷 %(wt) 6 反丁烯 %(wt) 7 水 %(wt) 8 二甲醚 %(wt) 10 其它 %(wt) 合计 %(wt) 100 工艺流程简述 （ 1）原料配制－混相反应 原料混合碳四经罐区混合碳四进料泵送至主装置 ， 与来自甲醇原料 泵加压后的甲醇按一定比例混合，进入保护反应器过滤掉阳离子和水后，从顶部进入醚化反应器进行反应。 在醚化反应器中绝大部分的异丁烯与甲醇反应生成 MTBE。 （ 2）催化蒸馏 醚化反应后的物料由反应器底部流出，经产品换热器与 MTBE 换热后进入催化蒸馏塔下塔（催化蒸馏塔分为两塔）。 MTBE 产品由催化蒸馏塔下塔底部自压流出与醚化反应后的物料换热后，再经产品冷却器冷却至 40℃ 后出装置进入罐区储存；醚后碳四及甲醇从催化蒸馏塔下塔的顶部馏出，进入催化蒸馏塔上塔与来自保护反应器的甲醇在催化蒸馏塔上塔内再进一步反应， 使在反应器内未转化完的异丁烯充分反应，催化蒸馏塔上塔顶部8 万吨 /年 MTBE 装置扩建工程 14 出来的剩余碳四经塔顶冷凝器冷凝后进入碳四回流罐，再由碳四回流泵从碳四回流罐抽出后分成两路，一部分作为回流返回催化蒸馏塔上塔塔顶，另一部分去甲醇 水洗 塔，催化蒸馏塔下塔底部热量由再沸器提供。 （ 3）甲醇回收 进入 水洗 塔下部的醚后碳四和甲醇与来自装置外的软化水在萃取塔内 逆向接触，使醚后碳四中的甲醇溶于萃取水中。 脱除甲醇后的剩余碳四 从水洗 塔顶部溢出流入剩余碳四罐，然后由剩余碳四泵送出装置。 水洗 塔底部的富含甲醇的水溶液经甲醇回收塔进 出 料换热器与萃 取洗涤水换热后，自压流入甲醇回收塔。 甲醇回收塔底部的萃取水经甲醇回收塔进 出 料换热器与来自甲醇回收 塔底部的甲醇水溶液换热后，经 甲醇水洗塔进料 泵加压，再经萃取水冷却器冷却后作为吸收剂返回 水洗 塔循环使用。 甲醇由甲醇回收塔顶部馏出，经塔顶冷凝器冷凝后进入甲醇回流罐，再由甲醇回流泵从甲 醇 回流罐抽出后分成两路，一部分作为回流返回甲醇回收塔顶，另一部分作为回收的甲醇送回到甲醇原料罐，甲醇回收塔底部热量由再沸器提供。 工艺流程图见 附图 5。 表 主要设备操作条件表 序号 项 目 单位 数值 1 反应器 进料醇 /烯比（分子） 入口压力（表） MPa 入口 /出口温度 ℃ 35/68 2 催化蒸馏塔 上 塔 顶 /塔底压力（表） MPa 塔顶 /塔底温度 ℃ 59/65 回流比 3 催化蒸馏塔 下 塔 顶。