MTBE裂解工艺交流材料

248 kg标油/t异丁烯
2. 抚研院MTBE裂解技术
催化剂技术指标
物性
指标
比表面积 （m2/g）
300-380
外形
2-3 mm球形
组成
SiO2/Al2O3
堆密度 （g/ml）
0.45-0.55
10万吨/年高纯异丁烯装置的原料、辅料、产品及消耗定额
名称
原料 MTBE
主要规格
>98.9%
消耗量
异丁烯脱轻塔再沸器 异丁烯脱轻塔冷凝器 异丁烯脱轻塔
1
1 1 1
V-1002
E-1009 E-1010 T-1004
37
38 39 40
产气压缩机（一开一备）
异丁烯缓冲罐 压缩气冷凝器 异丁烯输送泵
2
1 1 2
C/B
V-1004 E-1008 P/B
2. 抚研院MTBE裂解技术
10万吨/年高纯异丁烯装置的三废排放情况
余量
≤0.03 ≤0.02 ≤0.005 ≤0.0005 ≤0.0005 ≤0.001 ≤0.0005 ≤0.01 ≤0.0005
甲醇产品质量
项目 甲醇 二甲醚 C4 水 MTBE 指标（wt%） ≥99 ≤0.1 ≤0.2 ≤0.1 ≤0.2
甲醇/%(m/m) 二甲醚/%(m/m) 叔丁醇/%(m/m) MTBE/%(m/m) 水/%(m/m) 二聚物/%(m/m)
W-T-3-1型MTBE裂解催化剂
催化剂在滨州顺东化工2万吨/年装置上应用
2013
完成10万吨/年MTBE裂解生产高纯异丁烯工艺包
2. 抚研院MTBE裂解技术
抚研院MTBE裂解工艺：原料及产品
原料MTBE要求
指标名称 MTBE 1-丁烯 碳八 甲基仲丁基醚 pH 指标数值（wt%） >98.5 ≤0.01 ≤0.08 ≤0.08 ≤7
废水排放情况
序号 排放源 车间卫生、清洗设备及 化验室废水及生活污水 装置排水 排放点 工艺 装置 工艺 装置 组成 水 油（少量） 水+甲醇 +MTBE 排放量 主要污染物 排放方式 建议处理方法
1
2
0.35 m3/h
3 m3/h
油
甲醇+MTBE
间断
连续
全厂统一处理
全厂统一处理
废渣排放情况
序号 1 排放源 排放点 组成 排放量 主要污染物 金属氧化物 压力 常压 温度 常温 排放方式 每1.5年一次 建议处理方法 填埋 裂解催化剂 反应器 氧化硅、氧化铝 6 m3/a
2. 抚研院MTBE裂解技术
主要设备一览表
序号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 MTBE精制塔再沸器 MTBE精制塔 MTBE精制塔冷凝器 MTBE冷却器 MTBE精制塔回流罐 固定床反应器 MTBE预热器 进料加热器 MTBE精制塔回流泵 冷却塔循环水冷却器 冷却塔循环泵 冷却塔 吸收塔循环泵 吸收塔冷却器 吸收塔 吸收塔进水泵
1500 1300 产能（产量）/万吨 1100 900
产能
产量
1413
作为生产高纯异丁烯的原料，市 场供应有充足保证
900 595 640 700 398 730 618 515 680
700
500 300 100 -100 2007 2008
裂解用 4.5%
405 370 310.2 234.7 247.6
数量
1 1 1 1 1 2 1 1 2 1 2 1 2 1 1 2
位号
E-1001 T-1001 E-1002 E-1003 V-1001 R/B E-1004 E-1005 P/B E-1006 P/B T-1002 P/B E-1007 T-1003 P/B 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 脱轻塔回流泵 异丁烯脱轻塔回流罐 脱轻塔轻组分冷却器 异丁烯脱重塔再沸器 异丁烯脱重塔 异丁烯脱重塔冷凝器 脱重塔回流泵 异丁烯脱重塔回流罐 异丁烯产品冷却器 甲醇塔再沸器 甲醇回收塔 萃取水冷却器 甲醇塔回流泵 甲醇回收塔冷凝器 甲醇回收塔回流罐 产气缓冲罐
上世纪80年代以来，新建高纯异丁烯生产装置均采用MTBE裂解技术路线
1. 国内外技术对比
MTBE裂解反应
主反应：
催化剂
+
MTBE 异丁烯
CH3OH
甲醇
（1）
副反应：
甲醇聚合
CH3OH
甲醇
+
CH3OH
甲醇 二甲醚
+
H2O （2）
异丁烯水合
异丁烯
+
H2O
叔丁醇
（3）
异丁烯聚合
异丁烯
+
异丁烯 二异丁烯
置设计空速的1.3倍，可以根据市场需求将处理量提高至设计值的1.3倍，不影响产品
质量、收率和催化剂寿命，装置连续运行的时间可达1.5年。
主要内容
3.1 高纯异丁烯上游市场现状
上游MTBE原料市场
2014年预计我国MTBE产量将达到680万吨 截止2014年底，我国MTBE总产能将达到1413万吨/年，已接近MTBE极限添加量
异丁烯产品质量
项目 外观 异丁烯/%(m/m) 丙烷/%(m/m) 齐翔公司 SH/T 1726-2004
异丁烯产品
无色透明 99.97 ≤0.005
异丁烯优等品
无色透明 ≥99.7 ≤0.005
丁烷/%(m/m)
2-丁烯/%(m/m) 1-丁烯/%(m/m) 丁二烯/%(m/m)
0.01
≤0.03 ≤0.02 ≤0.005 ≤0.0002 ≤0.0005 ≤0.001 ≤0.0005 ≤0.002 ≤0.0001
469.7
调油用 95.5%
2011 2012 2013 2014
2009
2010
2007-2014年我国MTBE产能和产量统计
2014年我国MTBE消费领域
3.2 高纯异丁烯产品现状
MTBE裂解工艺主要原料、产品市场价格
异丁烯
产品
MTBE
原料
甲醇
原料、产品市场价格 原料、产品价格（元/吨） 原料、产品 2013-2014均价 2015年1月 2015年5月 MTBE 8500 5000 7300 异丁烯 13767 9500 12000 甲醇 2643 1850 2300 理论利润空间（元/吨MTBE） 原料 （MTBE） 产品 （异丁烯+甲醇） 1262 1746 1208
数量
2 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 2 1 1 1
位号
P/B V-1005 E-1011 E-1012 T-1005 E-1013 P/B V-1006 E-1014 E-1015 T-1006 E-1017 P/B E-1016 V-1007 V-1003
17
18 19 20
工艺水缓液态异丁烯产品
常压裂解工艺
优点
MTBE转化率和产品选择性相对较高
缺点
MTBE转化率和产品选择性相对较低
缺点
需增加压缩机，以获得液态异丁烯产品
国外MTBE裂解技术许可商
Shell、BASF、Snamprogetti、CDTech、IFP等公司 国外MTBE裂解技术指标并不比国内技术先进 国内投建的MTBE装置均采用国内技术投建
抚研院MTBE裂解生产高纯异丁烯技术
主要内容
1. 国内外技术对比
高纯异丁烯生产技术简介
1-丁烯和异丁烯沸点仅相差0.6℃，难以通过混合碳四精馏分离得到高纯异丁烯。 因此高纯异丁烯的生产实际上相当于异丁烯的化学法分离提纯
高纯异丁烯生产路线
叔丁醇脱水法
原子经济性 产品潜含量 C4H8· H2O 0.76
优势2：异丁烯产品质量高，且质量有保证
从目前已运营装置的产品质量指标来看，抚研院技术采用先脱轻后脱重的分离工艺， 塔顶采出异丁烯产品，有利于控制产品异丁烯的纯度（锦州石化曾将先脱重后脱轻分离 工艺改造为先脱轻后脱重工艺，改造后产品达到聚合级产品要求），采用塔项采出异丁 烯产品工艺更易于稳定控制上述指标。
1. 国内外技术对比
MTBE裂解工艺对比
技术指标
产品异丁烯纯度（%) 反应温度（℃） 反应压力（MPaG）
加压裂解工艺 燕山
>99.9 170-230 0.60
常压裂解工艺 吉化
>99.7 220-280 0.05-0.10
华理
>99.5 150-180 0.35-0.40
抚研
>99.96 190-260 0.05-0.10
2. 抚研院MTBE裂解技术
抚研院MTBE裂解技术优势
优势3：催化剂寿命长
抚研院研制的FMC-10型催化剂使用寿命达1.5年，不需要开工前的活化和卸剂前 的钝化、烧焦过程，而且该催化剂具有较高的抗结焦性能，降低了催化剂装卸难度。
优势4：装置操作弹性大，且装置连续运行时间长
装置操作弹性大，由于抚研院MTBE裂解反应的液时空速最高可达4.0 h-1，为装
抚研院MTBE裂解技术转让形式
10万吨/年MTBE裂解成套技术工艺包
提供MTBE裂解催化剂
2. 抚研院MTBE裂解技术
抚研院MTBE裂解技术优势
优势1：MTBE消耗为国内同类技术最低，运营成本低
抚研院MTBE裂解技术的MTBE消耗不高于1.65吨MTBE/吨异丁烯。以10万吨/年异丁烯装 置计，相比与国内同类技术，采用抚研院技术，每年可分别节省原料约10000吨、6000吨 和5000吨，年节约成本分别约8000万元（燕化）、4800万元（华理）和4000万元（吉 化）。MTBE价格以8000元/吨计。
MTBE液时空速（h-1）
MTBE转化率（%）
2.0
90
1.5-2.0
97
0.4
95.0-99.6
2.5-4.0
>99.5
异丁烯选择性（%）
甲醇选择性（%）
>99
>98
99.5
98
95.0-99.6
95.0-99.6
>99.5
>99.5
催化剂寿命（年）
催化剂消耗（kg/t异丁烯) MTBE消耗（t/t异丁烯) 能耗（kg标油/t异丁烯） 10万吨/年装置投资（万元）
噪声污染情况
序号 噪声源 数量 排放特性 瞬时 连续 断续 消声前声压级dB（A） 消声措施 消声后声压级dB（A）
1
2
压缩机
泵
√
√
≤85
≤85 基础减震、建筑物隔离 约80
2. 抚研院MTBE裂解技术
10万吨/年高纯异丁烯装置投资情况
装置占地约1000-1200 m2（不包括罐区） 总投资估算7100万元
164800吨/年
产出量
消耗定额
1.648吨MTBE/吨异丁烯
辅料
低压蒸汽
异丁烯
0.6MPa，165℃
SH/T 1726-2004
24000吨/年
100000吨/年 60000吨/年 1670吨/年 3872吨/年 9 m3/年 0.03kg/吨异丁烯
产品
甲醇 粗MTBE C4+
≥99
催化剂
裂解催化剂
1
0.10 1.75 245 7000
1
0.16 1.71 244
1.5
0.21 1.70 250 7300
1.5
0.03 1.65 248 7100
主要内容
2. 抚研院MTBE裂解技术
抚研院MTBE裂解技术研发历史
2001 2004 2006 2009 2009 2010 2011 开始MTBE裂解催化剂及技术开发 技术在齐翔腾达0.4和2万吨/年装置上应用 技术在齐发化工2万吨/年装置上应用 技术在宣城华利化工2万吨/年装置上应用 通过中国石化科技开发部组织的技术鉴定 催化剂在兰州三叶0.3万吨/年装置上应用
（4）
1. 国内外技术对比
MTBE裂解工艺
产品纯度>99% 一反三塔 产品纯度>99.9% 一反五塔
下游产品对异丁烯原料浓度要求
>15
MTBE、叔丁醇
>90
甲基丙烯酸 异戊二烯
>99
叔丁胺、丁基苯酚、 甲基丙烯酸甲酯
>99.9
丁基橡胶、聚异丁烯
1. 国内外技术对比
MTBE裂解工艺对比
MTBE裂解法
C4H8· CH3OH 0.64
理论原料消耗
优点
1.32吨叔丁醇/吨异丁烯
原料单耗低 产品分离容易，流程短
1.57吨MTBE/吨异丁烯
原料来源有保证，可与MTBE装 置集成 单程转化率高
缺点
缺乏廉价的叔丁醇原料来源 单程转化率相对较低
分离流程相对复杂 产品分离容易，流程短
2. 抚研院MTBE裂解技术
10万吨/年异丁烯装置的主要技术指标和公用工程消耗
主要技术指标 项目 产品异丁烯纯度 MTBE转化率 异丁烯选择性 甲醇选择性 催化剂寿命 催化剂消耗 MTBE消耗 指标 ≥99.7% ≥99.5% ≥99.5% ≥99.5% 1.5年 0.03 kg/t异丁烯 1.65 t/t异丁烯 公用工程消耗 项目 循环水用量 低压蒸汽 电 燃料油 压缩空气 氮气 总能耗 0.6-0.7MPa 0.7MPa，40℃ 规格 Δt=10℃ 0.6 MPa，165℃ 消耗 130 t/t异丁烯 2.5 t/t异丁烯 130 kWh/t异丁烯 24 kg/t异丁烯 18 Nm3/t异丁烯 10 Nm3/t异丁烯