气分MTBE装置技术讲座

MTBE装置

重油催化装置

正门
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二、装置的工艺特点
确定合理的流程方案，这涉及到生产能力、工艺要求、 产品质量、设备投资、消耗、操作等方面的问题，根据我公 司生产工艺总体流程安排，确定我装置为采用能生产精丙烯、 丙烷和混合C4的三塔流程，从操作和投资费用来考虑，此方 案优于其他方案，由于后部无配套装置，因此混合C4不作进 一步的分离
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八、装置技术改造
3、由于冷却效果不佳的原因，脱丙烷塔（T201）塔顶增 设塔顶冷凝冷却器（E203/C）。
4、P205/A、B、P206/A、B等机泵安装了变频调速器 5 、 脱 丙 烷 塔 顶 回 流 泵 （ P202 ） 出 口 与 脱 乙 烷 塔 进 料 泵 （P203）出口加连通线，停运行P203，可用P202一泵代两泵。 6、在进装置液态烃原料线以及丙烷、丙烯、混合碳四出装 置线都安装了质量流量计。 7、为了安全以及局部设备便于切除或切换，装置内所有冷 换设备的烃线出入口都增加了切断阀及相应的跨线。
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一、装置慨述
本装置所使用的仪表为SMAR公司生产的、以四回路调节 器（CD600）作为控制单元的小型集散控制系统，用其对全 装置进行集中管理和控制。主要控制方案有：反应进料即以 混合C4流量为主回路，甲醇流量为付回路的双闭环比值控制 系统、 共沸塔底温度与重沸器热源介质流量组成串级控制系 统、甲醇精馏塔塔底液位与塔底抽出流量组成均匀控制系统。 装置占地面积62×62=3844平方米。 本装置共有设备48台，其中反应器2台，塔3台，冷凝冷 却器9台，换热器6台，容器11台，机泵17台。
设备概况表设备概况表设备名称总数设备名称总数2321冷却器1414容器1411合计715813叠合装置mtbe装置确定合理的流程方案这涉及到生产能力工艺要求产品质量设备投资消耗操作等方面的问题根据我公司生产工艺总体流程安排确定我装置为采用能生产精丙烯丙烷和混合c4的三塔流程从操作和投资费用来考虑此方案优于其他方案由于后部无配套装置因此混合c4不作进一步的分离气体分馏装置的任务是以液化石油气为原料生产合格的精丙烯丙烷和混合c4馏分从原料到产品这些物质具有闪点低引烃能量小爆炸下限低爆炸范围大等特点一旦发生泄漏遇着火源就有燃烧爆炸的危险所以它们均属于易燃易爆危险品
名称
单耗 /吨 原料
循环水
t/tห้องสมุดไป่ตู้
电
Kw.h(度)/
t
1.0Mpa蒸汽 t/t
110℃热水 t/t
凝结水
t/t
新鲜水
t/t
单位能耗 万大卡/吨
设计
61.19 11.84
0.23 12.58 -0.23
57.07
2019年 （标定）
94.00 9.15
2000年 （标定） 108.04
5.276
0.90
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第一部分:气体分馏装置简介
3
(一)、装置慨述
前郭石化分公司气体分馏装置是1993年4月破土动工， 1994年9月建成，并于同年11月一次投料试车成功。 本装置原设计年加工能力为12万吨，由洛阳工程公司设 计。经过2000年8月改造后年加工能力达到了16万吨。 装置的原料为重油催化生产的经过脱硫脱水处理的液化 气（总硫≤20ppm、微量水≤500ppm）。生产的主要产品有： 混合C4馏分：主要为MTBE装置提供原料。 精丙烯（纯度≥99.5%）：主要为聚丙烯装置提供原料。 丙烷馏分（纯度≥87%）。
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四、气体分馏装置的基本原理
板以下为提馏段，塔内进行精馏过程。原料进入进料板，其 汽、液相在进料板的温度、压力下分别与塔内的汽、液相混 合后，汽相上升到精馏段，液相下流到提馏段。通过塔板的 精馏 作用，沿塔高向上，轻组分浓度递增，温度递减；沿 塔高向下，重组分浓度递增，温度递增。塔顶馏出物经塔顶 冷凝冷却器冷凝冷却，一部分抽出作为塔顶产品，一部分送 回塔顶作塔顶回流。塔底由重沸器提供热量，将塔底物加热， 使塔底物中所含部分轻组分蒸发，作为塔内蒸汽。塔底（或 重沸器）液相抽出一部分送回塔内，一部分作为产品。
2019年 2000年 （改造前 （改造后
标定） 标定）
收率%
收率%
收率%
液态烃
100
100
100
精丙烯 丙烷馏分
33.10 9.24
34.48 7.39
33.19 5.57
叠合原料
55.41
56.65
59.88
燃料气+ 损失
丙烯回收率
2.25 93
1.48 94.27
1.36 96.78
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2、能量平衡
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八、装置技术改造
3、为增加T203顶的冷却效果，新增了三台蒸发式空冷器， 原料预热器整体更换，E204、E205、E207AB壳体不动，仅更 换管束，以增大换热面积。
4、部分工艺管线改造。 5、各塔底重沸器及原料预热器热介质控制方案改造。
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九、装置的现状分析
装置经过十余年的运行，通过摸索和改造，进一步得到了 完善和优化，但仍然存在某些薄弱环节，仍然存在制约装置 平稳运行的“瓶颈”，特别是目前气分装置的加工量为 23t/h，是设计负荷的115%。即在超设计负荷下运行，而维 持目前的负荷，有以下因素影响装置的平稳安全运行：
3、蒸汽冷凝回水系统管线振动较大，经常有震裂的现象发 生，对安全生产是个威胁，原因是各塔热介质回水的温度、 相态不同所致。
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十、装置下一步的工作重点
1、为保证装置三年两修或两年一修中长周期平稳安全运行， 消除制约装置平稳运行的“瓶颈”，积极解决装置上述存在 的问题及目前高负荷生产中出现的制约平稳生产的问题。
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四、气体分馏装置的基本原理
气体分馏装置是以液化气为原料,通过分馏生产出精丙 烯、丙烷和混合C4馏分的过程。 分馏是利用烃类的物理性质的差异进行组分分离的物理 方法，即根据被分离组分的相对挥发度的不同进行分离，这 就是分馏过程。 气体分馏是根据在一定的温度、压力条件下，混合物中 各组分的相对挥发度不同而进行气体分离的一种方法。 气体分馏工艺最基本的设备是由精馏塔、冷凝冷却器和 重沸器组成的。塔内装设塔板。进料板以上为精馏段，进料
0.905
85.11
-0.905 0.30 74.94
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八、装置技术改造
2019年，由于装置刚刚开始运行，装置的各种矛盾都暴露 了出来，机泵密封的严重泄漏，曾一度影响装置的正常运行， 经过多方努力，并采取了相应的措施，如P202一泵两用、应 用变频调节器等，使这一问题基本得到了解决。装置运行刚 刚步入好转，循环水水质差、来水温度高、压力波动等因素， 特别是夏秋两季严重威胁着装置的平稳生产。虽采取将二循 环水（后改至四循环）并入我装置，大修中又增设了一台冷 凝冷却器（E203C），2019年又对部分冷凝冷却器进行了两 次除垢处理等措施，但效果不够理想，2019年公司对全厂循
C=3
V204
T203B
CO3
C4C5
C3
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五、装置工艺原则流程图
G-01/AB
G-02
G-03
G-04
丙烯来
V-01 精丙烯
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六、装置的工艺控制指标
1、原料及产品质量控制指标
项目 碳二含量%（重） 碳五含量%（重）
总硫PPM 水PPM 丙烯纯度%（重） 丙烯含水PPM 丙烯总硫PPM 丙烷纯度%（重）
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四、气体分馏装置的基本原理
气体分馏的基本工艺过程示意见下图。
冷却器
精馏塔
塔顶馏出物
进料
重沸器
塔底物
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五、装置工艺原则流程图
C2.C3
C2
C=3
C2C3C4C5
C3
C4C5
CO3
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五、装置工艺原则流程图
C2.C3.C4.C5
V201
C2.C3
V202
C2
V203
T201
T202
T203A
设计指标 ≤2 ≤3 ≤20
≤500 ≥ 99.5 ≤100
≤5 ≥87
实际控制 ≤1 ≤1 ≤20
≤500 ≥ 99.6 ≤100
≤5 ≥90
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六、装置的工艺控制指标
2、主要工艺控制指标
项目 T201进料温度℃
T201顶压MPA T201底压MPA T201底温℃ T201顶回流比% T201顶回流温度℃ T202顶压MPA T202顶回流比%
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表1 设备概况表
设备名称 总数 设备名称 总数
（台）
（台）
塔类
3
机泵
17
冷却器
9
反应器
2
换热器 6
容器
11
合计
48
31
二、装置的工艺特点
本装置采用膨胀床、固定床结合，低醇烯比的MTBE合成 技术，即混合C4中的异丁烯和甲醇合成MTBE的工艺过程，该 设计异丁烯的转化率达到90%以上，具有以下特点：
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三、装置安全特点
气体分馏装置的任务是以液化石油气为原料生产合格的精 丙烯、丙烷和混合C4馏分，从原料到产品这些物质具有闪点低、 引烃能量小、爆炸下限低、爆炸范围大等特点，一旦发生泄漏， 遇着火源就有燃烧、爆炸的危险，所以它们均属于易燃易爆危 险品。根据国家有关规定，本装置属于甲A类火灾危险的场所。
气分、MTBE装置简介
石
化
公
司
气分车间
1
主要内容：
一、气分装置 （一）装置概述 （二）装置的工艺特点 （三）装置安全特点 （四）装置的基本原理 （五）装置工艺原则流程图 （六）装置的工艺控制指标 （七）装置物料及能量平衡 （八）装置技术改造 （九）装置的现状分析 (十)、装置下一步的工作重点 二、MTBE装置 （一）装置概述 （二）装置的工艺特点 （三）装置的基本原理 （四）装置工艺原则流程图 （五）装置的工艺控制指标 （六）装置物料及能量平衡 （七）装置技术改造 （八）装置的现状分析 （九）装置下一步的工作重点
设计指标 71
1.85 1.95 104.8 2.4 41.8 2.65 17.6
实际控制 70
1.80 1.85 100 2.4
32 2.15
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T203/A底温℃ T203/B顶压MPA
57.5 1.85
56.5-57.5 1.70
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入方 出方
七、装置物料及能量平衡
1、物料平衡：
物料名称
设计
4
(一)、装置慨述
为了配合1万吨/年聚丙烯装置的投产，给聚丙烯装置提 供高质量的精丙烯，于2019年11月在我装置后部增建了一套 我厂设计室设计的处理能力为7万吨/年的丙烯脱硫脱水精制 系统。 本装置所使用的仪表为FC系列可编程调节器，主要控制 方案有：T201顶压力采用分程控制、T203顶压力采用“热旁 路”控制、塔底温度采用与重沸器热源介质流量串级控制。 装置占地面积63×62=3906平方米。 本装置共有设备71台，其中塔10台，冷凝冷却器14台，空 冷器3台，换热器5台，容器14台，机泵23台，升压器2台。5
1、T203冷却效果的好坏直接影响气分装置的加工负荷， 由于我装置又是四循环的末端，特别是夏秋两季，对丙烯的 回收率影响较大。
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九、装置的现状分析
2、热源介质流量控制调节阀无法投自动，原因是蒸汽流量 表为电容式涡街流量计，由于设计参数和安装等原因使测量 的流量数据不准。因此只能手动调节，当1.0Mpa蒸汽压力波 动时，给各塔的温度平稳控制带来了很大的难度。
1、膨胀床反应器具有结构简单，装卸催化剂简易方便等优 点，而且径向温度分布梯度小，有利于反应热扩散，不易由 于局部超温而使催化剂受损，引起二甲醚（DME）、二聚异丁 烯等付产物增多。
表1 设备概况表
设备名称 总数 气分 精制 设备名称 总数 气分 精制
（台） （台） （台）
（台） （台） （台）
塔类
10
4 6 机泵
23
21
2
冷却器 14 14
换热器 5
5
空冷器
3
升压器
2
3 2
容器
14 11 3 合计
71
58 13
6
(一)、装置慨述
装置的具体位置:

四氢氟喃装置
叠合装置
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八、装置技术改造
环水水质、温度、压力等进行了一系列相应的处理，从97年 夏秋两季冷凝冷却器运行情况来看，效果比较理想，至此循 环水的影响因素才得以缓解。
装置自投产以来，主要进行了以下一些技术改造： 1、由于来自外界系统的热水所供给的热量满足不了装 置的需要，所以在装置投产初期，装置热源110℃热水全部改 为1.0Mpa蒸汽。 2、脱丙烷塔（T201）和精丙烯塔（T203）的压控调节 由原来的冷、热路三通调节改为热旁路调节。
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八、装置技术改造
8、将原一催化装置供应全公司瓦斯的H206，搬迁到我装 置。
9、根据停工时各局部存液较多，在个别部位增加了停工抽 出线，以减少停工期间的物料损失。
2000年根据公司生产规模，对气体分馏装置进行了扩能技 术改造，改造规模为16万吨/年，其改造主要内容如下：
1、四个塔主体不动，重新确定塔盘开口率。 2、更换T201进料泵、T202回流泵，其他机泵不动。
2、为降低能耗对装置热源进行改造（即使用低温热）。 3、学习其他厂家同类装置的先进经验，找出我装置的差距， 早日使装置达标。
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第二部分:MTBE装置简介
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一、装置慨述
前郭石化分公司MTBE装置是95年4月破土动工，因某种原 因装置缓建，根据市场需要，该装置于2019年5月续建，同 年10月开工试车。 本装置设计生产规模为年产2万吨MTBE产品，由洛阳工程 公司设计。 装置的原料为气体分馏装置生产的混合C4组分和外购的 甲醇，在催化剂作用下，经过反应、分馏、萃取、回收的工 艺过程，生产出MTBE（纯度≥95%）和未反应C4。