焦化60万吨年烯烃项目2万吨 年MTBE丁烯1装置工艺手册

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1、2万吨/年MTBE/丁烯-1装置山西焦化股份有限公司山西焦化60万吨/年烯烃项目2万吨/年MTBE/丁烯-1装置工艺手册 凯瑞化工股份有限公司二一三年五月2万吨/年MTBE/丁烯-1生产装置山西焦化股份有限公司山西焦化60万吨/年烯烃项目2万吨/年MTBE/丁烯-1装置MTBE单元 工艺手册3030目 录第一章 工艺说明41.1 工艺原理、工艺特点41.2 操作变量分析5第二章 正常操作程序72.1 醚化单元72.2 催化蒸馏单元72.3 甲醇回收单元8第三章 开车准备103.1 R-4101A、 R-4101B及 SR-4101AB内部除锈和催化剂安装103.2 T-4101塔的安装方法10

2、3.3 T-4102、 T-4103塔的安装113.4 投料前催化剂的脱水113.5 T-4103甲醇回收塔操作12第四章 装置的开工过程和开工方法134.1 醚化系统开车134.2 催化蒸馏系统开车134.3 甲醇回收系统开车14第五章 装置的停工过程和停工方法175.1 计划停工次序175.2 长期停工方法17第六章 事故处理原则196.1 反应器 R-4101A/B的临时停工方法196.2 催化蒸馏塔 T-4101的临时停工方法196.3 甲醇萃取塔 T-4102、甲醇回收塔 T-4103的临时停工方法20第七章 分析21第八章 工艺危险因素分析及控制措施228.1 职业危害因素及其影响

3、228.2 职业危害因素的防治及治理23第九章 环境保护259.1 建议采用的标准规范259.2 污染物的排放及处理259.3 噪声控制269.4 环境监测机构及设施27第十章 设备检查与维护28第一章 工艺说明1.1 工艺原理、工艺特点本工艺包采用预反应催化蒸馏MTBE合成技术路线。1.1.1 MTBE合成原理MTBE合成原理cat以碳四原料中的异丁烯和甲醇为原料合成MTBE的反应式为：（CH3）2C = CH2CH3OH （CH3）3COCH3在合成MTBE的过程中，还同时发生少量的下列副反应：cat（1）异丁烯二聚生成二异丁烯（DIB）2（CH3）2C = CH2 （CH3）3CCH2C

4、（CH3） = CH2cat（2）异丁烯与原料中所含水份反应生成叔丁醇（TBA）（CH3）2C = CH2 + H2O （CH3）3COHcat（3）甲醇缩合生成二甲醚（DME）2CH3OH CH3OCH3 H2Ocat（4）1丁烯与甲醇生成少量的甲基仲丁基醚（MSBE）CH2=CH-CH2-CH3CH3OH CH3CH2C（CH3）OCH3工业使用的催化剂一般为磺酸型二乙烯苯交联的聚苯乙烯结构的大孔强酸性阳离子交换树脂。使用这种催化剂时，原料必须净化以除去金属离子和碱性物质，否则金属离子会置换催化剂中的质子，碱性物质也会中和催化剂上的磺酸根，从而使催化剂失活。此类催化剂不耐高温，在正常工况下

5、（反应温度70），催化剂寿命可达两年或两年以上。上述反应生成的副产品的辛烷值都较高，当MTBE作为汽油的调和组分时，对产品质量没有不利影响，可留在MTBE中，不必将其分离出来。1.1.2 产物分离原理反应物料是液相，反应后的物流中除产物MTBE之外，还有未反应的甲醇及其它碳四组分。由于甲醇与碳四或MTBE都会形成共沸物，本技术采用先将甲醇与碳四的共沸物蒸出，从塔底得到MTBE产物，同时，为了提高异丁烯的转化率，本技术采用先进的催化反应精馏技术，在催化蒸馏塔的精馏段加设反应段，使在提馏段脱除MTBE后的混合物料中异丁烯和甲醇进一步反应，达到高转化率的目的。催化蒸馏塔塔顶得到的碳四和其甲醇的共沸物

6、用水萃取的方法从中回收甲醇，最后再从甲醇水溶液中蒸出甲醇返回反应器。1.1.3 合成MTBE的工艺原理流程 1.反应器 2.催化蒸馏塔 3.甲醇萃取塔 4.甲醇回收塔1.2 操作变量分析1.2.1 反应压力催化醚化过程是液相反应，反应压力使反应物料在反应器内保持液相，工业中一般取0.81.5MPa即可。1.2.2 反应温度合成MTBE的反应属中等程度的放热反应，反应热为37kJmol-1。反应可逆，不同温度下的平衡常数及平衡转化率见表1及图1，温度对转化率和选择性的影响见图2。表1 不同T下MTBE合成的K反应温度， 25405060708090平衡常数，KC73932620041683553

7、8 由表及图可见，一般情况下，异丁烯的平衡转化率可达90%95%，采用较低的温度有利于提高平衡转化率，同时在较低的温度下还可以抑制甲醇脱水生成二甲醚以及异丁烯叠合等副反应，提高反应的选择性，但是温度不能过低，否则反应速度太慢。综合考虑转化率和选择性两个方面，合成MTBE的反应温度一般选用5080。温度/ 图1.温度、醇烯比与MTBE平衡转化率的关系异丁烯浓度（质量分数20%）温度/ 图2. MTBE合成反应温度与转化率和选择性的关系1.2.3 醇烯比提高醇烯比可抑制异丁烯叠合副反应，同时可以提高异丁烯的转化率，但是会增大反应产物分离设备的负荷和操作费用，工业中一般采用的甲醇与异丁烯摩尔比约为1

8、.051.15：1。1.2.4 空速空速与催化剂性能、原料中异丁烯浓度、要求达到的异丁烯转化率、反应温度等有关。工业上采用的空速一般约为2h-1。第二章 正常操作程序本装置由醚化、催化反应蒸馏、甲醇回收、脱C5四个生产单元构成（见工艺管道及仪表流程图CE12-G02-101112）。 2.1 醚化单元原料混合C4从装置外进入本装置C4 原料罐V-4101，在此沉降分离可能携带的水分后，用醚化反应器碳四进料泵P-4101A/B将C4 馏分加压、计量送至混合器M-4101。原料甲醇从装置外进入本装置甲醇原料罐V-4102，用甲醇进料泵P-4102A/B将甲醇加压、计量送至混合器M-4101。在混合

9、器碳四、甲醇充分混合，混合物料中的甲醇与异丁烯的摩尔比维特在2.2左右。混合后的物料直接进到原料预热器E-4101预热，预热到4555温度，再进入醚化反应器R-4101A/B中。在反应器R-4101A/B中，经催化剂作用下，脱除原料中携带的金属离子、碱性化合物，同时原料C4中的异丁烯与甲醇反应生成MTBE。合成MTBE反应为放热反应，反应热使反应温度维持平衡。反应温度控制床层温度不高于75。在进行醚化反应时，同时可能有少量副反应生成物叔丁醇（TBA）、二聚物（DIB）、二甲醚（DME）、甲基仲丁基醚（MSBE）等，控制适当的操作条件，减少副反应的发生。2.2 催化蒸馏单元催化蒸馏塔T-4101

10、分为催化蒸馏上塔T-4101A和催化蒸馏下塔T-4101B两部分。催化蒸馏下塔T-4101B是催化蒸馏塔的提馏段，其作用是将产品MTBE、碳四、甲醇分离，并保证产品MTBE纯度95%（含碳五、MSBE，或含碳四小于0.3%）以上。T-4101B底部流出物为MTBE产品，温度约132.0，依靠塔的压力压出，经换热器E-4102与反应器出料换热后，直接进到脱碳五塔T-4104脱除MTBE中的碳五。催化蒸馏塔T-4101的热量由再沸器E-4105提供。 催化蒸馏上塔T-4101A包括精馏段、反应段。在催化蒸馏下塔T-4101B中分离出的未反应的异丁烯与甲醇以汽相状态从催化蒸馏下塔T-4101B顶流出

11、，进入催化蒸馏上塔T-4101A底，在反应段进一步反应，使异丁烯的转化率进一步提高，达到99%以上；催化蒸馏上塔T-4101A的塔釜液相物料，经内回流泵P-4103A/B回流至催化蒸馏下塔T-4101B的顶部。在T-4101A的操作条件下，剩余甲醇与未反应C4形成低沸点共沸物从T-4101A顶馏出。汽态馏出物经催化蒸馏塔冷凝器E-4104冷凝，冷凝液流入催化蒸馏塔回流罐V-4103。用催化蒸馏塔回流泵P-4104A/B从V-4103抽出冷凝液，一部分作为T-4101A的回流打入塔顶，其余部分作为出料进入萃取塔T-4102塔。2.3 甲醇回收单元来T-4101A塔顶出料，即反应剩余甲醇与未反应C

12、4 的共沸物，先经萃取塔进料冷却器E-4106冷却至40后，再进入甲醇萃取塔T-4102下部。萃取水由萃取水泵P-4105A/B增压、计量送出，在换热器E-4107AB换热后，经萃取水冷却E-4108冷却后，从T-4102上部进入。在T-4102萃取塔中，甲醇与未反应C4 的混合物为分散相，萃取水为连续相，两相连续逆流接触，用水把甲醇从C4 馏分中萃取出来，萃余液即不含甲醇的未反应C4，借助塔的压力送至丁烯-1单元的剩余碳四罐V-4201。萃取液为甲醇水溶液，从T-4102塔底排出。从萃取塔T-4102塔底排出的甲醇水溶液经萃取水净化器SR-4101A/B脱酸处理，再与甲醇回收塔T-4103塔

13、底的出料在换热器E-4107AB换热后进入T-4103。在甲醇回收塔T-4103中将甲醇与水分离开，T-4103塔顶馏出物是甲醇和微量C4的混合物，经甲醇回收塔冷凝器E-4109冷凝后进入甲醇回收塔回流罐V-4104。回流罐压力操作为0.2MPa，微量C4溶解在甲醇中，气体进入瓦斯排放系统。甲醇回收塔回流泵P-4106A/B从V-4104中抽出回收的甲醇，其中大部分作为回流送入甲醇回收塔T-4103顶部，少部分作回收的甲醇送入甲醇原料罐V-4102，循环使用。甲醇回收塔T-4103的热量由再沸器E-4110提供。甲醇回收塔T-4103底部排出的含微量甲醇的水，由萃取水泵P-4105A/B增压、

14、计量送出，经换热器E-4107AB换热后，再经萃取水冷却器E-4108冷却后，作为T-4102的萃取用水送入T-4102上部，循环使用。2.4 脱C5单元来自催化蒸馏塔下塔T-4101B底部的MTBE，经换热器E-4102换热后，直接进到脱碳五塔T-4104，MTBE中所含碳五馏分从T-4104顶流出，进到脱碳五塔冷凝器E-4111冷凝，冷凝后的液相物料进到脱碳五塔回流罐V-4105中，大部分经脱碳五塔塔回流泵P-4108A/B回流至脱碳五塔T-4104塔顶，小部分经冷却器E-4113冷却后出装置；脱碳五塔T-4104塔釜物料由MTBE出料泵P-4107A/B升压后经预反应器出料/脱碳五塔出料

15、换热器E-4103换热，冷却器E-4114冷却，送出装置。脱碳五塔T-4104的热量由再沸器E-4112提供。第三章 开车准备装置安装完后，要根据设计要求对系统进行试压、试密、吹扫验收合格后，方可进行开车准备。3.1 R-4101A、 R-4101B及 SR-4101AB内部除锈和催化剂安装 醚化反应器R-4101A、 R-4101B及萃取水净化器 SR-4101AB的除锈，必须用铁刷、砂纸、干布多次擦刷，使反应器内壁无锈、无尘、无水才能装填催化剂。 以 R-4101A 醚化反应器催化剂的装填方法为例，简述催化剂装填方法，其它装填方法类似。 R-4101A反应器的直径为1000mm，人体可以进

16、入反应器内施工装填。所用醚化催化剂平均直径为0.5mm的球体，流动性能好。支撑格栅铺设后，其上面还要铺设不锈钢丝网，不锈钢扁条沿周边压实，并用螺丝钉紧固，周边多余的不锈钢丝网压入筒体与支撑格栅的边缝中，支撑板与筒体的间隙并用石棉绳充填，然后用扁铲捣实。反应器的直径较大，支撑格栅是加工成34块条型从人孔中送入，工人在反应器内再拼合而成圆形，铺满底部。不锈钢丝网铺设合格后，再在网上铺100mm厚的2mm3mm的瓷球，平整后方可封闭反应器下面的人孔，从反应器上部的人孔加催化剂。加催化剂的方法是用一个足够长的帆布袋，从上人孔伸到反应器的底部，催化剂从上流入，一人在器内手扶帆布袋口，均匀流出催化剂，装完

17、催化剂后，器内工人从上人孔出来，抽出布袋。平整后封闭上部人孔，试漏，等待投料。反应器内的催化剂分为三段，催化剂装填时先装下段，下段催化剂装填完成后再装上两段的催化剂；上两段的催化剂装填步骤与方法与下段相同。 R-4101A中装填树脂催化剂3700kg（干基）。3.2 T-4101塔的安装方法 T-4101A塔即催化蒸馏上塔，它的结构较为复杂，作用又十分重要，所以必需认真安装，保证质量。 T-4101A塔上部是该塔的精馏段，塔径1600mm，设有20块浮阀塔盘，为通用塔盘，安装时无特殊要求。 T-4101A塔反应段由10个反应段组成，每个反应段包含4层催化剂包装元件，这些催化剂支撑板、分布器和催

18、化剂包装元件在水运后安装的。反应段塔径为1600mm，设10个人孔，安装时施工人员可从人孔进入塔内作业。安装可从最下一层开始。先将支撑格栅放好，再装液体分布器，并分别以螺丝钉紧固。依此方法向上安装，直至最上一个支撑格栅放和装液体分布器安装完毕。需注意的问题是先将内构件安装好，试漏、试压、水洗、除锈。之后，再装反应器的石英砂和催化剂。催化蒸馏上塔（ T-4101A）催化剂装填是将催化剂直径约200大包先有规则的摆放，然后在三个大包之间塞入直径约50的小包，直至一层装满，再装下一层。需要注意的是催化剂包装填的均匀。催化蒸馏下塔（ T-4101B）是该塔的提馏段，塔径1600mm，设有31块浮阀塔盘

19、，为通用塔盘，安装时无特殊要求。3.3 T-4102、 T-4103塔的安装甲醇萃取塔 T-4102为普通筛板塔，甲醇回收塔 T-4103塔为普通浮阀塔，无特殊要求。均按常规塔安装。3.4 投料前催化剂的脱水3.4.1 R4101A中醚化催化剂的脱水醚化催化剂是阳离子交换树脂，储运期内部含有大量水，约502%，含水的树脂催化剂影响醚化活性和选择性，因此开工前需将其中的水用甲醇置换出来。 装置装完催化剂后，用氮气将全系统置换合格，保持微正压。将甲醇原料罐 V-4102加入甲醇保持60%左右的液位待用。首先启动甲醇进料泵 P-4102A/B，向反应器 R-4101A进甲醇，同时向火炬气管线排放氮气

20、，使甲醇充满 R-4101A，打开反应器去催化蒸馏塔回流罐 V-4103的管线，使含水甲醇送到催化蒸馏塔回流罐，直到甲醇中水含量小于10%。关闭反应器的出料阀，使反应器充满甲醇。停止进甲醇。 3.4.2 T-4101A塔中树脂催化剂的脱水从甲醇进料泵 P-4102A/B向催化蒸馏塔回流罐 V-4103进甲醇，当罐中甲醇量达到70%时，开启回流泵，沿回流线向催化蒸馏上塔 T-4101A进甲醇，淋洗催化剂。到 V-4103液位低于5%时，启动催化蒸馏塔中间泵 P-4103A/B，使甲醇在 T-4101A中循环2小时。然后将甲醇送到开停工罐 V-4302。继续向 V-4103送甲醇，用新鲜的甲醇（或

21、来自 R-4101A的甲醇），在 T-4101A中再次循环，淋洗催化剂。直到甲醇中含水小于20%。停止循环。送到 V-4302的甲醇水溶液再送到甲醇回收塔（ T-4103）回收甲醇。甲醇返回甲醇罐循环使用。3.5 T-4103甲醇回收塔操作甲醇回收塔 T-4103按正常精馏塔操作，其开工方法为：来自醚化反应器 R-4101A/B、催化蒸馏塔 T-4101的含水甲醇送到开停工罐V-4302，到液位升到50%时，开启开停工抽出泵 P-4301，向甲醇回收塔进料。进料量约23m3/h，当 T-4103塔釜液面达1/3时，重沸器 E-4110开始进蒸汽加热，此时控制进蒸汽速度，保持塔釜有1/23/4液

22、面为准。塔顶温度逐步上升，当升到50以上时，打开冷凝器循环水。当塔顶回流罐出现液面并达到1/2左右时，启动回流泵 P-4106A/B，开始全回流操作，回流量开始为2 m3 /h左右，调整塔釜供热蒸汽量，在维持回流罐液面的前提下，逐渐加大回流量到2.75m3 /h左右。全回流时停止进料。当塔顶水含量小于1%时，塔顶可以出料，否则不得出料。塔顶出料时，根据情况开始进料。塔釜蒸汽加热，先用手动操作，平稳后方可投入自动。 开停工罐V-4302中的物料处理完后，停止进料。在洗涤甲醇处理过程中，塔的操作压力可保持在0.3MPa。由于开始时有大量的氮气，塔顶温度同塔顶甲醇纯度都在变化。所以塔顶物料的采出要根

23、据分析数据。塔釜累积的水随操作的运行越来越多，调整灵敏点温度，使塔釜温度大于139，分析水中甲醇含量，若甲醇含量小于1000ppm，则开始将污水排到污水管道。若甲醇含量较高，提高灵敏温度直至合格再排放。 T-4103塔进料甲醇的浓度开始大约为5080%之间，高于正常操作时的浓度，所以进料量要根据情况相应的增减，以免 T-4103塔精馏段负荷过大造成甲醇塔泛塔。合格的甲醇送到 V-4102甲醇缓冲罐， T-4103塔釜的污水可适当外排。在操作过程中，系统压力过高则向火炬系统排放氮气，若压力低，则补充氮气。甲醇物料处理完后，全塔低负荷全回流，等待装置开车。第四章 装置的开工过程和开工方法4.1 醚

24、化系统开车当装置具备开车条件后，先向甲醇原料罐 V-4102中进原料甲醇，当甲醇原料罐 V-4102液位达1/22/3时，醚化反应器 R-4101A具备投料开车条件。开车时负荷为70。首先启动甲醇进料泵 P-4102A/B，从甲醇原料罐 V-4102中抽取甲醇0.36t/h（需根据碳四中异丁烯含量进行调整），向反应器 R-4101A进料。碳四与甲醇在静态混合器 M-4101中充分混合，然后进入反应原料预热器 E-4101（物料无需加热），进入醚化反应器 R-4101A，碳四中的异丁烯同甲醇在反应器中反应。打开 R-4101A进开停工罐 V-4302的物料线，使反应物料进入开停工罐，调整出口阀的

25、开度，使系统保持在0.8MPa。随着反应的进行，反应器温度逐渐升高。到反应器出口温度大于50，分析异丁烯转化率。同时开启 E-4101的加热蒸汽，开始该物料加热，开始时温度控制在35左右。同时开始逐渐通过催化蒸馏塔进料/MTBE产品换热器E-4102向催化蒸馏塔（上下两塔）进料，将催化蒸馏塔压力定在0.6MPa。4.2 催化蒸馏系统开车随着物料进入催化蒸馏下塔，塔釜液位逐渐升高，当塔釜液位到达1/2时，重沸器 E-4105开始通入蒸汽，缓慢加热。此时未反应碳四受热汽化，向 T-4101A/B塔顶上升，塔顶压力及温度开始上升。 T-4101塔顶压力控制预调到0.65MPa，打开塔顶冷凝器 E-4

26、104的循环水。 T-4101塔釜、塔顶温度逐渐升高，当 T-4101A塔顶温升到6065左右时，回流罐 V-4103中开始积存冷凝液（注：开车时， T-4101内均有大量氮气，随系统压力、温度的升高，需将不凝气排掉，由于气体中含有碳四，必须排到火炬线，所以要根据系统压力、温度情况及时将排放线打开，排放氮气）。当回流罐液面达1/2左右时，开启催化蒸馏回流泵 P-4104AB，向 T-4101A塔打入回流液，正常回流量为10.37t/h，开车时回流量约7.26t/h；开车初期，根据回流罐液位情况，回流量由小变大。重沸器 E-4105的加热蒸汽量用手动操作由小到大（可能有较大波动）。冷凝水经侧线送

27、到蒸汽凝结水罐。到 T-4101A塔釜液位到2/3时，启动中间循环泵 P-4103A/B向 T-4101B回流。开车初期催化蒸馏塔塔釜液位和温度波动较大，当 T-4101A/B持液量稳定后。催化蒸馏塔回流量逐渐加大到正常操作值即10.37t/h， T-4101A塔顶的压力、温度逐渐提到设计值0.65MPa。在此过程中，注意醚化反应器和催化蒸馏塔反应段的温度，使反应器温度低于70，催化蒸馏塔反应段温度低于70。如果回流罐液面偏高，可以适当出料。装置运行中，塔釜温度逐渐升高，到塔釜温度大于130后，可根据塔釜的液位情况，向开工罐 V-4302出料（物料中含有MTBE、叔丁醇、甲醇、碳四）。直到塔底

28、物料温度大于133，分析物料组成，若其中碳四含量小于0.5%，开始向脱C5塔进料。装置稳定后，逐步将自控投用。4.3 甲醇回收系统开车当废甲醇回收完后，打开进工艺水线及萃取水泵 P-4105A/B，将水补充到 T-4102塔，将扩大段的液位补充到10%左右。关闭补充水线，使 T-4103的水进到 T-4102。同时启用冷却器 E-4108、循环水量控制系统FIC-4110和 T-4102塔的液位控制系统LIC-4106，使部分水返回 T-4103塔，保持两塔的水循环。上游装置开车后，醚化后碳四从催化蒸馏塔回流泵 P-4104A/B排出，经萃取塔进料冷却器 E-4106进一步冷却到40，从塔的底

29、部进入甲醇萃取塔，此时 T-4102、 T-4103由两塔循环操作变为与醚化过程连通，进入全流程正常的运转状态。经萃取塔 T-4102脱除甲醇的剩余碳四从 T-4102顶排出，进剩余碳四罐 V-4201。醚化后碳四进入 T-4102塔后，塔顶扩大段水界面增高， T-4102塔立即会升压到0.6MPa左右。 T-4102塔顶压控投入运转，控制塔压。过量的碳四从塔顶经压控调节阀排到 V-4201（开车时 V-4201中有大量的氮气，进碳四后，随压力升高，将安全阀副线打开，排放氮气，然后等压力再次升高，再次排放）。进碳四物料之后，调整萃取泵 P-4105A/B向萃取塔 T-4102供萃取水量为2.2

30、t/h。经换热器 E-4107、 E-4108冷却，使供水温度为小于40。操作时要认真监控 T-4102顶部碳四/水的界面，当水界面过高时，从塔底向甲醇回收塔T-4103排水，若 T-4103塔釜液面过高时，打开污水线将污水排到污水处理厂。而当水界面偏低时，减少排水量，若 T-4103塔釜液面过低时，打开进补充水线，将液面补充到合适位置。直到 T-4102、 T-4103液位都处在合理位置。投入相应的自控，保持两塔的操作稳定。开车初期，可能界面波动较大，或者界面过高、过低，或超过界面控制区，以致找不到界面，都是有可能的。但认真、平稳地操作，T-4102塔还是很容易控制的。 萃取塔T-4102塔

31、底排出的甲醇水溶液中甲醇含量为8左右，经换热器 E-4107换热，温度约为8590，进入甲醇回收塔T-4103塔。T-4103塔原处于全回流操作状态，物料一进入T-4103后，立即转换为正常操作，即塔顶回流罐液面偏高时，可以出料到 V-4102甲醇原料罐，回流量为2.75t/h。 T-4103塔正常时操作压力0.2MPa，各点温度分别为塔顶9095，塔釜138140，灵敏点95105之间。 甲醇回收塔T-4103塔底排水量约为2.2t/h左右； T-4103塔釜液位应保持在23左右。因 T-4103塔釜液位和 T-4102塔顶液位相关联，一般不会增高，当液位低时，打开进工艺水线，将液面补充到合

32、适位置；当液位高时，将 T-4102界位设定值适当调高即可。若 T-4103塔釜液位还是降不下来，则打开污水线向污水处理厂排放部分污水。 剩余碳四罐V-4201中碳四液位高于1/2时，启动脱异丁烷塔进料泵 P-4201AB，将剩余碳四送到脱异丁烷塔T-4201。 催化蒸馏塔T-4101，开车初期塔底MTBE产品纯度达不到设计指标，其中甲醇、水、叔丁醇等重组分超标，属正常现象。如果碳四含量偏高，应适当增加蒸汽量，以提高灵敏点温度，正常操作下在95110之间。开车初期， T-4101塔釜物料中，只要碳四含量在0.5%以下，液面高于2/3即可出料到 V-4302。随着塔釜中甲醇、叔丁醇等轻组分排出后

33、，塔釜物料流出后，进入脱C5塔 T-4105，然后经过脱C5塔的精制， MTBE纯度逐渐提高到95%以上，开始向罐区产品罐出料。脱C5塔T-4105塔釜物料的排出由塔釜液位计自控。正常时MTBE排出量为0.568t/h左右，经 E-4103换热和 E-4114冷却到40后，向罐区输送。装置操作正常后，将系统处理量逐渐增大到设计值，将所有操作参数调整到设计值，并逐渐过渡到全自动操作。 V-4302中的MTBE产品中主要是碳四、甲醇不合格，而叔丁醇等重组分则不影响产品质量，当装置稳定后，启动 P-4301泵，将这部分MTBE产品缓慢补充到进C4中去，或 T-4101B中。第五章 装置的停工过程和停

34、工方法MTBE生产装置运转一定时间后（如运转一年）要停下来，对某些设备进行检修或更换催化剂等，有时因不可预料的原因临时停车。为此，将装置停工过程及停工方法分述如下。5.1 计划停工次序计划停工一般为长期的全流程停工。其停工过程按工艺流程顺序，由前向后逐次停工。上游装置停工时，若中间罐还存有物料，则下游装置暂不停工，直到物料用完为止。具体停工顺序是：碳四停止进料后，反应器 R-4101A/B、催化蒸馏塔 T-4101、甲醇萃取塔 T-4102依次停工，甲醇回收塔 T-4103最后停工。5.2 长期停工方法5.2.1 长期停车但不更换催化剂若停车而不更换催化剂，且停车时间确定，则无需进行特殊处理。

35、首先等碳四原料停止进料后，停止碳四原料泵进料。继续进甲醇，直到甲醇将反应器充满。将反应器的进口阀关闭。停止催化蒸馏塔的加热，等塔釜温度降到70时，停止回流。将物料继续送到 T-4102萃取塔。碳四送完后，补充1/5的甲醇，启动回流，用甲醇将催化剂淋洗并将物料储存在塔内。封闭反应-催化蒸馏系统。打开工艺水进料线，关闭 T-4102萃取塔、 T-4103甲醇回收塔釜出料线，使 T-4102用水充满，将碳四赶到 V-4201剩余碳四罐，然后由碳四泵 P-4201A/B送回到罐区。打开 T-4102塔釜底阀，用氮气将含甲醇水继续送到 T-4103回收甲醇，直到甲醇回收完毕。甲醇返回甲醇缓冲罐。污水排到

36、污水处理厂。甲醇缓冲罐的甲醇可送回罐区。根据情况决定是否将各环节的物料是否排净。若需要排净，则先将碳四排到火炬系统，甲醇排到容器中回收。再用氮气吹扫到火炬。然后用蒸气、压缩风吹扫。5.2.2 长期停车但更换催化剂A、只更换反应器内的催化剂：做好停车准备后，首先停止碳四后。关闭去催化蒸馏塔的物料线，打开去 V-4302的物料线，并将碳四在0.30.4MP压力下排至V-4302。压力不足时用氮气充压。到液相物料出完后，关闭出口阀，打开安全阀侧线，向火炬线排气。然后用蒸气、压缩风吹扫，气体排空，直到氧含量大于20。冷凝水排到污水回收池，空气排空。吹扫干净后，打开反应器底部人孔卸出废催化剂，清理干净后

37、装入新催化剂。后续系统的停车可按5.2.1节所述执行。B、催化剂同时更换先按以上步骤停下反应器。停止催化蒸馏塔进料出料，全回流操作；停止对重沸器 E-4105供蒸汽，这时塔的温度、压力都要降低；逐渐减少回流量，待反应段床层温度降到40左右时，停止回流，停塔顶冷凝器；向塔内通氮气将物料送到 V-4105。用氮气对 T-4101塔吹扫，吹扫气进火炬；如果反应段催化剂要更换，再用蒸汽和压缩风依次吹扫，冷凝水进污水场，空气放空，直到氧含量大于20。待吹扫合格后，打开各个床层上部和下部手孔（或人孔）催化剂很容易排出。清理干净后装填新催化剂，新鲜树脂催化剂的装填方法参阅第3.2节所述。第六章 事故处理原则

38、MTBE生产装置在生产过程中，可能因为停电、停水、停风等偶然因素迫使装置临时停工；或因设备的误操作等因素，使装置局部失调造成局部停工。出现临时停工或局部停工的情况，应沉着应付，不要使事故扩大，要避免引起系统超温、超压、催化剂失活或设备爆裂等非常事故。尽量维持各主要设备的控制条件在正常范围内，待条件恢复后尽快转入正常生产。现将出现临时停工时，主要设备的停工方法叙述如下：6.1 反应器 R-4101A/B的临时停工方法不进料、不出料，监护好反应器的温度和压力。若温度升高，则降低催化蒸馏塔T-4101A/B的压力，使部分物料气化，降低温度。若温度降低太多则将出口阀关闭。维持到条件具备时，可随时转入正

39、常生产。如果停工原因是由于 R-4101A/B的误操作或设备泄漏等原因造成的临时停工，要针对出现的不同情况采用不同的方法处理，排除故障，尽快恢复生产。如果是 R-4101A/B超温超压，首先是停止向 R-4101A/B进碳四，必要时，可以泄放碳四物料，加入大量甲醇，这样 R-4101A/B的压力、温度会很快降下来。在处理事故中，对催化剂要保护好。醚化催化剂的保护需从两个方面考虑：不要被金属离子或碱性物质污染而中毒；不要使其干燥，要用纯水或甲醇浸润、溶胀，避免再开车时干燥的催化剂与液体物料接触时，急骤膨胀而崩裂。如 R-4101A/B设备有问题，则必须卸出催化剂，用蒸汽吹扫，用压缩风置换，直到氧

40、含量大于20。6.2 催化蒸馏塔 T-4101的临时停工方法 T-4101由于某种原因需临时停工，首先要停止进料和出料，实行全回流操作、保温、保压，待条件具备时，随时转为正常生产。如果停工时间稍长，需完全停止操作时，停工顺序是停止进料、出料，停止向重沸器 E-4105供蒸汽，待塔反应段床温度降低倒40左右时停止回流，最后停止塔顶冷凝器。塔釜和回流罐液面稳定在1/2后， T-4101塔所有进出阀门关闭，正压封存。如果停工时间较长，需从 P-4102泵向 T-4101塔打入适量甲醇，对催化剂实施保护。如果装置停工是由于 T-4101某种原因造成的，需对 T-4101进行事故处理或修复时，要区分不同

41、情况实施不同的处理措施。但要注意的问题是保护好催化剂，保护的原则方法与R-4101的催化剂保护方法相同。6.3 甲醇萃取塔 T-4102、甲醇回收塔 T-4103的临时停工方法甲醇萃取塔 T-4102是一般的萃取塔，甲醇回收塔 T-4103是一般的板式蒸馏塔，短期停工或临时停工按常规方法操作即可。但是，要注意的是塔内含有大量甲醇，有毒，需注意安全。第七章 分析本装置共有13项分析控制点，见表7-1分析控制点一览表。表7-1 分析控制点一览表序号取样号取样地点分析介质分析项目控制指标分析化验方法分析频次备注正常开车1SC-4101P-4101AB出口碳四原料全组成分析气相色谱法12SC-4102

42、P-4102AB出口甲醇原料甲醇、水甲醇99.85%，水0.15%气相色谱法13SC-4103R-4101A/B入口碳四、甲醇组分全分析甲醇/异丁烯2.42.6（mol）气相色谱法24SC-4104R-4101A出口碳四、甲醇、MTBE组分全分析异丁烯转化率50%，甲醇=23%（Wt）气相色谱法25SC-4105R-4101B出口碳四、甲醇、MTBE组分全分析异丁烯转化率50%，甲醇=23%（Wt）气相色谱法26SC-4106E-4102出口粗MTBE产品MTBE浓度90.0%(含碳五)气相色谱法27SC-4107P-4104AB出口碳四、甲醇MTBE、甲醇MTBE100 PPm，甲醇3%（W

43、t）气相色谱法28SC-4108T-4102顶出口剩余碳四组分全分析甲醇50 PPm气相色谱法29SC-4109T-4102底出口萃取后的水溶液甲醇、水甲醇810%（Wt）气相色谱法210SC-4110E-4107B出口循环萃取水甲醇甲醇0.1%气相色谱法211SC-4111P-4106AB出口循环甲醇水水0.5%气相色谱法2水含量12SC-4112E-4114AB出口最终MTBE产品MTBE浓度95%(不含碳五)气相色谱法213SC-4113E-4113出口塔顶碳五MTBE浓度40%气相色谱法2第八章 工艺危险因素分析及控制措施8.1 职业危害因素及其影响8.1.1 主要有毒物料本装置使用及

44、生产的主要有毒物料如下：（1）碳四原料碳四中的烷烃和烯烃对人体具有麻醉剂的作用。在空气中达到一定含量会引起爆炸。异丁烯及丁烯气体车间空气最高容许浓度为100mg/m3。（2）甲醇原料甲醇是生产过程中主要原料之一，属有毒物质，具有麻醉作用，常温下是一种无色、具有酒精气味的液体，误饮1015毫升就能使眼睛永久失明，再多则能使人中毒死亡。我国石油化工企业职业安全卫生设计规范（SHJ3047-93）规定：车间空气中甲醇的最高容许浓度为50mg/m3。甲醇在水及体液中溶解度极高，可经呼吸道、胃肠道及皮肤吸收，吸收后可迅速分布于肌体组织，主要作用于神经系统，对是神经和视网膜有特殊选择作用。甲醇在体内氧化缓

45、慢，仅为乙醇的1/7，排泄也慢，故有明显的蓄积作用。其蒸汽对呼吸道和粘膜有强烈的刺激作用。有经皮肤吸收中毒引起视觉障碍和失明的报道。（3）产品MTBE口服属低毒类。经呼吸和经皮肤吸收属微毒类。人过量接触后有头痛、恶心、呕吐、麻醉等症状。对眼和皮肤有刺激性。误服后可产生胃肠道刺激症状和中枢神经系统抑制。8.1.2 易燃、易爆介质的特性由于异丁烯、MTBE等物料的气体比重比空气大，容易积聚在低洼处，而且爆炸极限范围较宽，因此装置易产生火灾、爆炸事故。甲醇原料挥发性较大，易造成人体视力损伤；反应系统操作压力较高，反应物料为易燃易爆介质，操作工必须集中精力，精心操作。MTBE装置为连续密闭的生产系统，

46、正常运行期间不会产生泄漏，不会产生职业性危害。但生产工人必须遵守操作规程，熟悉所处理物料的毒害性能，防止由于麻痹大意造成的危害。8.2 职业危害因素的防治及治理MTBE装置职业危害因素的防治及治理主要措施如下。8.2.1 装置及设备布置（1）本装置在总平面布置和工艺部之中，应严格执行石油化工企业设计防火规范GB50160-2008（2009年版）的有关规定，保证充分的防火间距，实行生产装置区与辅助设施分块布局，确保整个装置的安全畅通。（2）装置区采用露天布置，以利于有害气体的扩散，使人体不受有害气体的伤害。8.2.2 设备、管道材质选型MTBE装置生产工艺技术成熟且全部为连续密闭的生产系统。可

47、燃、易爆物料的贮存、输送和加工在操作条件下均置于密闭的设备和管道系统中。在材料选型上碳四等烃类介质工艺管线均选用PN2.5的管道和阀门，水、氮气、空气等公用工程管线选用PN1.6的管道和阀门，以防止物料泄漏。设备的选型除满足工艺需要选择不锈钢、碳钢等材质外，压力容器设计执行国家有关规定。8.2.3 防火防爆安全设施（1）按爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB50058-92的要求，在装置区内电气设备选用防爆电气及元件。（2）据爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB50058-92的要求，按照装置上设备特点，充分考虑防雷击措施。（3）装置生产过程中的带压设备如反应器、过滤器、精馏塔、碳四物料等

48、设备安全阀及放空系统，排放出的气体排入火炬气管网。（4）装置区内设备氮气管线，以便于设备吹扫和置换，既可防止对人员的毒害、又能预防爆炸及火灾。（5）现场在线分析室设置正压通风设施以防有害气体积聚。（6）按照建筑设计防火规范GB50016-2006的要求，对整个装置的框架的梁柱、设备的裙座和支承物等进行防火处理。（7）在装置区应设置可燃气体报警仪及手动火灾报警装置按钮，以便及时报警处理事故。（8）在装置四周应设置消防水炮及消防拴，在操作区设置手推式、手提式干粉及泡沫消防设备。（9）按石油化工企业设计防火规范GB50160-2008（2009年版）的要求，对装置内易燃、易爆介质的管道、设备进行防静

49、电接地。8.2.4 防毒、防噪声安全措施（1）生产用原料甲醇具有毒性，在生产装置区应设置洗眼喷淋器，一旦不慎甲醇溅到脸部，可以立即用水冲洗以免受伤害。（2）装卸树脂催化剂时，由于催化剂经甲醇、碳四的长期浸泡，卸出时气味很大，操作时，先用氮气吹扫后再用水对催化剂进行浸泡，洗掉催化剂中的甲醇后再卸料。同时，操作人员应配带防毒面具，以避免意外事故发生。8.2.5 安全管理措施必须经常对操作人员进行安全教育，并由管理人员进行监督管理，提高操作人员安全生产的自觉性。装置应配备必要的安全防护用品，如安全帽、防毒面具、手套等，定期对各种检测仪器、消防和卫生设施进行检查和维护，确保设备处于良好状态。第九章 环

50、境保护9.1 建议采用的标准规范建议在工程设计中采用下列有关环境保护的设计规范：工业企业噪声控制设计规范 GBJ87-85工业企业厂界噪声标准 GB41348-1990污水综合排放标准及环发1999285号文件 GB8978-1996石油化工企业环境保护设计规范 SH3024-1995石油化工企业排样筒（管）采样口设计规范 SH3056-1994石油化工企业燃料气系统和可燃气体排放系统设计规范 SH3009-2001石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范 SH3063-19999.2 污染物的排放及处理9.2.1 废水废水的来源及数量： （1）本装置在正常生产时，产生碳四沉降的污水8.

51、99kg/h，来自脱异丁烷塔顶。 （2）停车检修时，甲醇回收塔水洗塔内的残液（约含甲醇0.1，m/m），数量约：50t/次。（3）下雨时生产区初期雨水约为50m3。废水可直接送往污水处理场处理。2. 废水的处理措施本装置正常生产或停工检修所产生的少量污水含有微量的甲醇。含甲醇的废水通常采用混合曝气生物活性污泥净化工艺进行处理。因此，本装置产生的含微量甲醇废水可直接排入污水处理厂。（1）根据总体安排，本装置生产中排放的少量含甲醇污水，排放到污水处理厂。（2）装置停车检修时，先将甲醇回收系统尽量多蒸馏一段时间，使塔釜残液中的甲醇减至最少，最后将剩余的残液（含甲醇0.1）加工业水冲稀后，送至污水处理

52、厂。（3）在装置生产区域设置排污漏斗和排水沟，以收集地面污水和下雨初期的雨水，然后送往污水处理厂。（4）停车时设备内残存的废液用氮气吹入火炬系统。9.2.2废渣本装置的废渣来自反应器、催化蒸馏塔及净化器器换下来的废催化剂，排放量列于表9-1中。表9-1 废渣排放情况一览表序号污染物名称设备编号排放点排放量处理方式1废醚化催化剂R-4101A/B预醚化反应器3.7t/台，一年更换一次填埋2废捆包催化剂T-4101A催化蒸馏上塔40.2m3/台，三年更换一次填埋3废萃取水净化剂SR-4101A/B萃取水净化器3m3/台，一年更换二次填埋本装置所用醚化树脂催化剂系苯乙烯二乙烯苯的共聚物，活性中心为硫

53、酸氢根，焚烧1立方米催化剂可产生141公斤的二氧化硫气体。交由有处理资质的处理厂处理。9.2.3 废气废气的来源及数量：（1）甲醇原料罐在正常操作时排放的含甲醇氮气保护气13.32Kg/h，压力为0.10 MPaG、温度为40。送到火炬系统焚烧。（2）催化蒸馏塔回流罐在正常操作时排放的含甲醇碳四、氮气保护气11.554Kg/h，压力为0.65 MPaG、温度为50。送到燃料气焚烧。（3）甲醇回收系统在正常生产时，甲醇回收塔回流罐排放含甲醇和碳四氮气，排放量为约2.5kg/h，压力为0.10MPaG、温度为40。送到火炬系统焚烧。（4）在事故状态或生产发生波动时安全阀将泄放含碳四、甲醇气体，事故

54、状态下最大排放气体总量为60.10t/h。压力0.71MPaG、温度105（最大）。送到火炬系统焚烧。9.3 噪声控制本装置噪声主要来源于机泵等转动设备，但设备功率均较小，轻微噪音污染。9.4 环境监测机构及设施本装置的环境监测机构及设施由公司环境监测站负责。第十章 设备检查与维护10.1 特征设备本装置共有非标设备26台，其中2台醚化反应器、7台塔、15台储罐、2台萃取水净化器。主要设备简述如下：（1）预反应器（R-4101A/B）：该反应器为泡点反应器。反应压力1.1MPaG，设计压力2.2MPaG，操作温度4080，设计温度100。介质是碳四、甲醇，和MTBE。其特性是易燃易爆，该设备是

55、MTBE生产的主要设备之一，考虑到催化剂有一定的腐蚀性，故选用0Cr18Ni9Ti或复合板材料，由于催化剂颗粒极小，因此在它支撑栅板的上方铺了三层不锈钢丝网。（详见反应器类设备计算汇总表：CE12-G04-1和醚化反应器数据表：12-CE12-102）。（2）催化蒸馏塔（T-4101A/B）：该塔为复合塔，精馏段、提留段为浮阀塔，中间有反应精馏段。因该塔较高，分为上下两塔，下塔为提馏段，上塔精馏段和反应精馏段。催化蒸馏上塔内操作压力0.65MPaG，设计压力1.08MPa，操作温度70，设计温度90；催化蒸馏下塔的操作温度134.0，设计温度170。介质是碳四、MTBE和甲醇。其特性是易燃易爆

56、。它是MTBE生产的主要设备之一。（详见塔类设备计算汇总表：CE12-G04-2和催化蒸馏上塔、催化蒸馏下塔数据表：12-CE12-201和12-CE12-202）。（3）甲醇萃取塔（T-4102）：该塔为筛板塔。容器内操作压力0.5MPaG，设计压力2.0MPaG，操作温度为40，设计温度80。介质是碳四，水。其特性是易燃易爆，（详见塔类设备计算汇总表：CE12-G04-2和甲醇萃取塔数据表：12-CE12-203）。（4）甲醇回收塔（T-4103）：该塔为浮阀塔。容器内操作压力0.2 MPaG，设计压力0.53MPaG，操作温度140，设计温度170。介质是甲醇，水。其特性是易燃易爆，（详

57、见塔类设备计算汇总表：12-CE12-G04-2和甲醇回收塔数据表：CE12-204）。（5）脱碳五塔（T-4104）：该塔为填料塔。容器内操作压力0.25 MPaG，设计压力0.53MPaG，操作温度105，设计温度150。介质是碳五，MTBE。其特性是易燃易爆，（详见塔类设备计算汇总表：CE12-G04-2和脱碳五塔数据表：12-CE12-205）。（6）脱异丁烷塔（T-4201）：该塔为填料塔。容器内操作压力0.6MPaG，设计压力1.0MPaG，操作温度65，设计温度100。介质是碳四。其特性是易燃易爆，（详见塔类设备计算汇总表：CE12-G04-2和脱异丁烷塔数据表：12-CE12-

58、206）。（7）丁烯-1精馏塔（T-4202）：该塔为填料塔。容器内操作压力0.5 MPaG，设计压力1.0MPaG，操作温度60，设计温度100。介质是碳四。其特性是易燃易爆，（详见塔类设备计算汇总表：CE12-G04-2和丁烯-1精馏塔数据表：12-CE12-207）。10.2 设备的设计、制造、检验均执行最新版本的有关规定和规程主要标准和规定：GB150-1998钢制压力容器（及第一号、第二号修改单）GB151-1999管壳式换热器（及第一号修改单）JB4710-2005钢制塔式容器JB/T4735-1997钢制焊接常压容器HG20652-1998塔器设计技术规定压力容器安全技术监督规程

59、99版山西焦化股份有限公司山西焦化60万吨/年烯烃项目2万吨/年MTBE/丁烯-1装置丁烯-1单元 工艺操作手册目 录第一章、主要内容与范围34第二章、工艺原理及流程352.1概述352.1.1 装置概况352.2工艺流程说明352.2.1工艺原理及特点352.2.2工艺流程说明352.2.3塔设备操作条件362.2.4流程图表36第三章、工艺条件383.1流量383.2温度383.3压力383.4液位38第四章 丁烯-1单元操作394.1开车准备394.1.1 清洗和吹扫394.1.2气密试验及氮气置换394.1.3 仪表动作确认404.1.4在泵的吸入管线上安装临时粗滤器404.1.5 开

60、车条件检查和确认414.2投料开车414.3正常操作及调节444.3.1正常操作444.3.2调节454.4停车卸料46第五章 常见故障及处理485.1设备故障及处理485.1.1泵密封泄漏485.1.2换热器泄漏485.1.3仪表失灵485.1.4泵电机故障485.2 操作故障及处理495.2.1液泛495.2.2加热故障495.2.3冷凝故障495.2.4泵流量不足49第六章 检查维护506.1日常检查维护506.1.1泵检查506.1.2阀门506.1.3仪表506.2 停车检修506.2.1塔体、填料、塔板及内件检修506.2.2换热器检修506.2.3 泵检修516.2.4阀门仪表检

61、修51第七章 分析52第八章 安全、消防、环保538.1 安全538.1.1 生产过程中职业危险、危害因素分析538.1.2劳动安全卫生设计中采用的主要安全防护措施548.2消防578.2.1防火安全措施578.2.2 消防系统的设置598.3 环保618.3.1主要污染源和主要污染物618.3.2环境保护措施628.3.3 环境绿化、环境监测及环保管理62第一章主要内容与范围本操作手册包括工艺原理及流程、工艺条件、开停车操作、正常操作、不正常现象的处理、检查维护、安全/消防/环保等。本操作手册仅适用于山西焦化股份有限公司2万吨/年MTBE/丁烯-1装置中丁烯-1单元的操作。第二章 工艺原理及流程2.1概述2.1.1 装置概况装置名称：山西焦化股份有