MTBE装置优化操作实现降本增效

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1 前言
某石化企业MTBE装置建设规模为8万吨/年，主要由原料预处理部分、反应催化蒸馏部分、甲醇萃取回收部分和MTBE脱硫部分组成，产品质量要求为：MTBE 总醚类≥98%，MTBE是本公司的主要盈利产品。

原设计生产的 MTBE 硫含量≯300 μg/g ，为了满足汽油质量升级及市场需求，采用河北精致科技有限公司的脱硫专利技术，将MTBE 总硫降至 10μg/g 以下。

装置采用先进可靠的工艺技术：混相膨胀床 - 催化蒸馏深度转化合成 MTBE 组合工艺技术，反应部分采用洛阳工程公司开发的混相膨胀床合成 MTBE 技术，催化蒸馏系统采用齐鲁石化公司研究院开发的合成MTBE技术。

经预反应器后异丁烯转化率大于90％，经催化蒸馏后异丁烯总转化率大98％。

MTBE脱硫系统采用MTBE萃取蒸馏降总硫技术。

根据沸点差原理，对MTBE实施萃取再蒸馏技术，含硫MTBE 经过蒸馏将高沸点硫化物从MTBE当中切除，低硫的MTBE从塔顶蒸出，高硫馏分在塔底循环，高度富集了含硫化物的副产物从塔底抽出。

为降低MTBE损失，防止塔底生成胶质、缩聚、结焦反应，在MTBE进料中加入萃取防胶剂。

2 装置可优化方向
装置控制参数在一定范围内能够满足生产需求，可以对装置工艺参数调整，实现降本增效，列出循环水、电、蒸汽等公用介质以及三剂耗量，达到进一步对装置细节优化的条件。

（1）装置停运部分机泵，或者降低机泵运行电流，节省电能；
（2）满足装置冷负荷的前提下，切除部分冷却器，降低循环水耗量；
（3）精馏塔优化操作，降低回流量，节省装置蒸汽耗量；
（4）保证产品合格前提下，减少三剂注入
量。

图1 MTBE装置节能优化
3 装置可优化可行性分析
3.1 装置停运部分机泵，或者降低机泵运行电流，节省电能
（1）优化MTBE装置进料。

MTBE装置受进料混合碳四带碱问题，对装置催化剂活性影响较大，因此精制装置针对出装置液化气带碱问题，技改增加了两个聚结器，减少气分装置进料中的水及碱液杂质，效果较好，MTBE装置碳四原料罐脱液频率逐渐降低，后期装置原料罐已经不再带液，混合进料的PH值能够达到设计要求；气分装置出料混合碳四压力稳定且满足MTBE进料压力。

针对该情况，提出优化措施：停用MTBE装置混合碳四进料泵，将脱丙烷塔底混合碳四跨过碳四原料罐和碳四原料泵，使混合碳四直接与甲醇泵出口甲醇混合进入净化器，降低装置总电量。

（2）优化甲醇回收系统循环量。

MTBE装置甲醇塔和萃取塔的产品指标比设计指标高很多，存在过度加工，结合双塔的设计操作弹性及操作参数，合理调节双塔的运行参数，保证双塔产品合格的前提下，合理降低运行所需公用介质，降低能耗。

针对该情况，提出优化措施：一、将甲醇回收系统双塔循环量由4.3t/h降低到2.2t/h，降低了机泵出口流量，使机泵耗电量降低；二、间接降低了甲醇塔进料量，使塔底蒸汽耗量降低，节省了蒸汽用量。

三、萃取塔底闪蒸罐与甲醇塔进料泵切除，甲醇水利用萃取塔压力0.4MPa自压送
MTBE装置优化操作实现降本增效
杨成恩
中海油东方石化有限责任公司 海南 东方 572600
摘要：某石化企业8万吨/年MTBE装置，装置处理能力满足生产需求，操作人员对装置理解深入，能够在较宽泛的操作参数区间进行调整，针对产品质量过剩，造成过度加工问题，从装置水、电、汽、三剂等方面入手，对装置操作条件进行优化，实现降低企业的运行成本，产生一定的经济效益，达到降本增效的目的。

关键词：MTBE装置 优化操作 三剂 降本增效
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入甲醇塔，停用进料泵，节省装置总电量。

3.2 满足装置冷负荷的前提下，切除部分冷却器，降低循环水耗量
（1）装置部分冷却器出口温度和工艺要求最佳值有偏差，装置存在过度冷却或过度加工，MTBE装置产品MTBE升级后，新上设备MTBE脱硫塔系统，原设计MTBE产品经过冷却器0222-E-1205冷却到40℃左右，送往罐区储存 。

MTBE脱硫装置投用后，MTBE必须经过脱硫后再送往罐区储存，E-1205冷却器的冷却增加了脱硫装置能耗。

MTBE脱硫塔系统设计为热进料，切除进料冷却器E-1205后，满足设计要求。

针对该情况，提出优化措施：将MTBE冷却器E-1205切除走跨线，关闭冷却器的循环水，用氮气保护，节省了装置总循环水循环量。

（2）原设计MTBE装置反应器进料必须由预热器加热到40℃左右，再向反应器进料，需要蒸汽0.98t/h。

装置可以合理利用MTBE进料碳四温度来调节MTBE的混和进料温度。

气分装置混合碳四出装置冷却器能够有效控制混合碳四出装置温度。

针对改情况，提出优化措施：利用气分装置混合碳四出装置冷却器E-1101进行调整，将MTBE 装置进料混合碳四温度调整至45℃左右，与甲醇混合能够实现反应器进料达到设计要求，即降低了气分装置循环水好了，有降低了MTBE装置蒸汽耗量。

3.3 精馏塔优化操作，降低回流量，节省装置蒸汽耗量
对甲醇回收系统优化甲醇塔进行优化操作操作，MTBE装置甲醇塔顶循环甲醇和塔底甲醇水的产品指标比设计指标高很多，存在过度加工，合理降低回流量，能够有效降低塔底热源蒸汽的耗量。

分馏塔操作弹性区间内降进料、降回流操作在本装置其他分馏塔有效应用，针对改该情况，提出优化措施：将甲醇塔回流量由设计4t/h降低至2.7t/h，使甲醇塔底蒸汽耗量大幅度降低。

3.4 保证产品合格前提下，减少三剂注入量
减少MTBE脱硫系统萃取防胶剂耗量，使装置在最小配剂下达到最稳定状态，对脱硫塔顶压控进行创新性改造，利用氮气的不定量排放与上升气化量的动态平衡，达到脱硫塔稳定运行的状态。

4 优化方案及难点
4.1 MTBE 装置混合碳四原料罐及原料泵切除，气分装置直接向MTBE 装置供料
难点一：混合碳四进料带水和碱，加强产
品精制装置液化气聚结器脱水，降低气分进料里水含量。

难点二：气分脱丙烷塔平稳操作，混合碳四进料温度压力不稳定。

气分脱丙烷塔压力1.5MPa左右，塔底温度99-100℃左右，进料压力大于MTBE进料压力0.7MPa。

实现方案：1、产品精制装置液化气脱硫醇系统平稳操作；2、液化气聚结器脱水规定液位上限，加强脱水；3、气分脱丙烷塔平稳操作，稳定装置进料量及塔底温度；4、对混合进料进行PH值分析满足生产要求。

4.2 催化蒸馏塔底MTBE 冷却器E-1205切除，MTBE 脱硫系统热进料
难点一、MTBE脱硫塔进料温度高，易导致塔顶MTBE产品硫含量超标，需要缓慢提高进料温度，逐步切除MTBE冷却器。

难点二、MTBE脱硫塔顶冷量不足，提高塔顶冷却器循环水负荷，降低塔底热源量。

实现方案：1、缓慢切除换热器，脱硫塔进料温度提至52℃；2、脱硫塔根据进料温度缓慢调整；3、降低脱硫塔底蒸汽流量；4、提高塔顶冷却器负荷；5、寻找脱硫塔平衡参数。

该优化操作降低了装置总循环水耗量，降低了蒸汽总耗量。

4.3 MTBE 装置混合进料预热器E-1101切除，用混合碳四温度调节
难点一、原设计MTBE装置反应器进料必须由预热器加热到40℃左右，能否满足反应器进料温度。

装置可以合理利用MTBE进料碳四温度来调节MTBE的混和进料温度，气分装置混合碳四出装置冷却器能够有效控制混合碳四出装置温度。

难点二、混合碳四部分需要送入罐区，利用脱丙烷塔底混合碳四冷却器调整MTBE进料温度该温度能否满足罐区要求，混合碳四去罐区量小，管路温度损失较大，罐区进罐温度满足要求。

4.4 将MTBE 甲醇塔进料控制在2.4t/h，回流控制在2.7t/h，保证产品质量合格，节省蒸汽用量及机泵电量
难点一、降低进料量会达到甲醇塔操作弹性下限，甲醇塔稳定性变差。

甲醇塔在每次开停工阶段，反应器、净化器换剂阶段回收浸泡甲醇时，会有短暂的对甲醇塔提降量操作，甲醇塔负荷会达到60-120%，甲醇塔运行正常，能够保证塔顶循环甲醇中水含量小于1%，甲醇塔顶温度81-82℃，塔底温度＞122.5℃，能够满足降低循环量操作；难点二、甲醇塔低回流操作的稳定性，是否会造成循环甲醇带水。

降回流操作在气分脱丙烷塔、脱乙烷塔、精丙烯塔运用效果较好，对甲醇塔进行相同操作，会对塔顶产品带来不合格风险，结合气分个分馏塔优化经验，进一步观察确
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认，能够满足产品要求。

实现方案：1、根据进料量，适当降低塔底热源量，保证产品质量；2、控制塔顶不凝气外排量，保证塔顶压力稳定；3、稳定塔顶压力缓慢降低塔顶回流；4、保证塔顶、塔底温度在指标范围内。

该优化操作降低了装置总电量，降低了蒸汽总耗量。

4.5 MTBE 脱硫系统实际耗用萃取防胶剂35 t/a，节约剂耗量45 t/a
措施一：脱硫塔进料量的稳定。

由于脱硫塔塔径较小，塔釜液位波动会较频繁，所以稳定进料量是操作脱硫塔稳定的根本条件。

在经历多次波动，操作员摸索出在不影响脱硫塔稳定情况下，最小负荷及最大负荷的操作操作方法。

在装置波动时，实现与上游设备的联动，及时调节进料，防止出现波动加剧。

措施二：摸索最小配剂量。

由于防胶剂的作用是减弱了高度富集在塔底的硫化物在高温环境下形成胶质的趋势，进而抑制了塔底物的结焦。

所以摸索配剂量的最小比例是寻求节能降耗的重要手段。

操作员经过长时间的尝试，通过现场刻线、班组比对、反复调节注剂量、比对脱硫效果等，摸索出了最佳配剂量。

措施三：脱硫塔降低操作压力。

对于脱硫塔操作来说，降低操作压力，则会降低塔底再沸器蒸汽使用量，亦可寻求最小回流比，降低回流量，实现全方位节能降耗。

措施四：塔顶压控改造。

将之前脱硫塔压力控制方案，间歇性补充氮气改为连续性补充氮气，利用回流罐顶泄压线排氮气，调控给氮气量，寻找氮气的不定量排放与上升气化量的动态平衡，实现脱硫塔压力稳定运行状态。

5 结束语5.1 经济效益
根据现场流程实际情况，进行MTBE装置进
料流程优化，利用气分脱丙烷塔自身压力，将混和碳四原料自压给MTBE装置，这样可以停掉一台MTBE装置碳四原料泵，本台机泵满负荷功率为
75KW/h，每天24小时可以节省电能1800度，每月可节约3.7万元。

原设计MTBE产品经过冷却器0222-E-1205冷却到40℃左右，送往罐区储存 。

MTBE脱硫装装置投用后，MTBE必须脱硫后再送往罐区储存。

计划将冷却器0222-E-1205停用，既减少循环水损失，又将MTBE向脱硫硫塔进料温度由40℃左右提高到55℃左右，节省脱硫塔底蒸汽用量和E-1205循环水用量，每月可节约1.2万元。

原设计MTBE装置反应器进料必须由预热器加热到40℃左右，再向反应器进料，需要蒸汽0.98t/h。

通过优化操作，预热器停止使用，这样可以节省蒸汽用量。

每月可节约10.5万元。

甲醇塔降进料优化后，塔底外甩量由2.5t/h降至1.8t/h，回流泵流量由3.2t/h降至2.7t/h、塔底蒸汽用量由2.2t/h降至1.85t/h，节约了蒸汽用量和电量，每月可节约4.8万元。

MTBE脱硫装置原设计萃取防胶剂用量10kg/h，及80t/a。

经装置操作员优化脱硫塔的操作，提高装置平稳率，2016年MTBE脱硫装置实际耗用萃取防胶剂35 t/a，节约剂耗量45 t/a。

萃取防胶剂按市场价每吨2.05万元计算，每年为公司节约成本45*2.05=92.25万元。

5.2 社会效益
本次优化操作采用了降回流、降公用工程耗量操作，该操作已经在本企业气体分馏装置、MTBE装置有效实践，对其他企业分馏系统操作具有借鉴意义。

参考文献
[1]中国石油天然气集团有限公司人力资源部. 甲基叔丁基醚装置操作工. 中石化出版社，2007.1.
[2]杭道耐，赵福龙. 甲基叔丁基醚生产和应用. 第二版. 中石化出版社，1993.1.
[3]]8万吨/年MTBE 装置操作规程[M]. 东方石化有限责任公司，2021.12.。