1 中國石油 XX 油田 XX 煉油廠 2 萬噸 /年 甲基叔丁基醚 （ MTBE） 項目 可行性研究報告 中國石油天然氣 XX 勘察設計研究院 2009 年 3 月 中國石油青海油田 XX 廠 2萬噸 /年 MTBE項目 2 編 制 校 對 審 核 審 定 設計經理 主管總工程師 院 長 中國石油青海油田 XX 廠 2萬噸 /年 MTBE項目 3 主要編制人員 工 藝： 安 裝： 儲 運： 總 圖： 自 控 : 設 備： 給 排 水： 熱 工： 暖 通： 電 工： 結 構： 環(huán) 保： 技術經濟： 中國石油 XXXX廠 2萬噸 /年 MTBE項目 1 目 錄 1 總論 . 4 1.1 項目及建設單位基本情況 . 4 1.2 編制依據(jù)及原則 . 5 1.3 研究范圍 . 5 1.4 項目背景及建設理由 . 6 1.5 主要研究結論 . 8 2 市場分析和價格預測 . 10 2.1 原料分析 . 10 2.2 產品市場分析 . 10 2.3 MTBE 風險分析 . 10 3 建設規(guī)模、產品方案 . 13 3.1 建設規(guī)模 . 13 3.2 產品方案 . 13 4 MTBE 裝置 . 14 4.1 工藝技術選擇 . 14 4.2 工藝原理及工藝流程 . 15 5 原料、輔助材料及燃料供應 . 20 5.1 原料 . 20 5.2 輔助材料 . 21 6 自動控制 . 22 6.1 概述 . 22 6.2 自動化水平 . 22 6.3 儀表選型 . 22 6.4 控制系統(tǒng) . 24 6.5 控制方案 . 25 6.6 儀表正常工作保證措施 . 25 6.7 主要儀表設備一覽表 . 26 6.8 儀表消耗指標 . 26 6.9 設計采用的標準和規(guī)范 . 27 7 廠址選擇 . 27 7.1 概述 . 27 7.2 建廠條件 . 27 7.3 廠址選擇 . 30 中國石油 XXXX廠 2萬噸 /年 MTBE項目 2 8 總圖運輸、儲運、外管網(wǎng)及土建 . 30 8.1 總圖運輸 . 30 8.2 油品儲運 . 32 8.3 外管網(wǎng) . 34 8.4 土建 . 34 9 公用工程及輔助生產設施 . 38 9.1 給排水 . 38 9.2 供電 . 40 9.3 電信 . 44 9.4 供熱、供風 . 44 9.5 采暖、通風 . 46 9.6 空壓站及氮氣站 . 47 9.7 分析化驗 . 51 10 節(jié)能與節(jié)水 . 52 10.1 節(jié)能 . 52 10.2 節(jié)水 . 53 11 消防 . 54 11.1 概述 . 54 11.2 火災、爆炸危險性分析 . 54 11.3 消防設計原則 . 54 11.4 裝置內消防檢測火災報警系統(tǒng) . 55 11.5 裝置內消防設施的啟動控制及通訊聯(lián)系 . 55 11.6 可依托的消防條件 . 55 11.7 水消防系統(tǒng) . 56 11.8 蒸汽消防系統(tǒng) . 56 11.9 小型滅火器系統(tǒng) . 56 11.10 設計采用的主要標準規(guī)范 . 57 12 環(huán)境保護 . 57 12.1 設計原則 . 57 12.2 設計依據(jù)及采用的環(huán)境標準 . 57 12.3 建設地區(qū)環(huán)境質量現(xiàn)狀 . 58 12.4 項目主要污染源及環(huán)境保護措施 . 60 12.5 環(huán)境管理及監(jiān)測 . 61 12.6 環(huán)保投資 . 63 12.7 環(huán)境影響分析 . 64 13 職業(yè)安全衛(wèi)生 . 64 中國石油 XXXX廠 2萬噸 /年 MTBE項目 3 13.1 設計原則 . 64 13.2 安全衛(wèi)生設計執(zhí)行的標準、規(guī)范 . 65 13.3 工程危害因素分析 . 66 13.4 主要防范措施 . 69 13.5 安全衛(wèi)生機構及人員配置 . 73 13.6 安全衛(wèi)生制度 . 73 13.7 安全衛(wèi)生投資估算 . 73 14 項目實施計劃 . 74 15 投資估算及資金籌措 . 74 15.1 工程概況 . 74 15.2 投資估算范圍及構成 . 74 15.3 投資估算依據(jù) . 75 15.4 投資估算說明 . 76 15.5 流動資金估算 . 77 15.6 資金籌措 . 77 16 財務評價 . 77 16.1 財務評價的依據(jù)及主要數(shù)據(jù)、參數(shù) . 77 16.2 效益及財務評價指標計算 . 78 16.3 不確定性分析 . 81 中國石油 XXXX廠 2萬噸 /年 MTBE項目 4 1 總論 1.1 項目及建設單位基本情況 1) 建設單位概況 XX 煉油廠（簡稱 XX 煉油廠 ）隸屬中國石油 XX 油田分公司，廠區(qū)位于XX市東南角，占地面積 100 多公頃，海拔 2850 米，是青藏兩省唯一的煉油廠，被譽為 “ 昆侖托起的明珠 ” ，黨和國家領導人等曾多次到 XX 煉油廠 視察， 1993 年，江澤民同志視察 XX 煉油廠 并題詞： “ 辦好 XX 煉油廠，支援國防建設，造福青藏人民 ” ，對 XX 煉油廠 在國防和經濟建設中所起的重要作用給予了充分的肯定。 XX煉油廠 于 1986年 11月經國家計委批準立項， 1991 年 8 月 1 日開工建 設，分三期建設。 XX 煉油廠 現(xiàn)階段主要生產汽油、柴油、液化氣、甲醇和聚丙烯等石油化工產品。 XX 煉油廠 主要生產 90#/93#汽油、 5#/0#/-10#/-20#/-35#柴油等油品及液化氣、甲醇、聚丙烯、編織袋、氧氣等石油化工產品。其中油品主要銷往青、藏兩省區(qū)；甲醇以銷往西北、華北、 XX 地區(qū)為主；聚丙烯則主要在西北地區(qū)銷售，部分銷往東南和西南地區(qū)。同時， XX煉油廠 還承擔 XX 油田原油裝車外運的任務。 2) 主要生產裝置 XX煉油廠 現(xiàn)在有主要生產裝置七套： 100 萬噸 /年常壓蒸餾裝置、 60 萬噸 /年催化裂化裝置 (含產品精制 裝置 )、 15萬噸 /年催化重整裝置、 15萬噸 /年柴油加氫精制裝置 (2003年改造為加氫精制 -臨氫降凝裝置 )、 10萬噸 /年甲醇裝置、 10 萬噸 /年氣體分餾裝置和 2 萬噸 /年聚丙烯裝置。 1993年 9月一期工程建成投產，二期工程于 1996年 4月開工建設， 1997年 9 月竣工投產；三期工程中甲醇裝置于 1997 年 10 月開工建設， 1999 年 6月建成投產，氣體分餾裝置和聚丙烯裝置于 1998 年 4 月開工，同年 11 月中國石油 XXXX廠 2萬噸 /年 MTBE項目 5 15日建成投產。甲醇、聚丙烯等裝置的相繼建成投產，標志著 XX 煉油廠 由煉油燃料型到煉油 -化工型的轉變。 XX煉油廠 裝置構 成情況見 表 1-1。 表 1-1 2003 年 XX 煉油廠 裝置構成情況 序號 裝置名稱 裝置能力（ 104t/a） 投產時間 備 注 1 常壓蒸餾裝置 100 1993 年 2 重油催化裂化 60 1993 年 含產品精制 3 催化重整 15 1995 年 4 柴油加氫精制 15 1995 年 2003 年改造為加氫精制 -臨氫降凝裝置 5 甲醇 10 1999 年 6 氣體分餾 10 1999 年 7 聚丙烯 2 1999 年 1.2 編制依據(jù)及原則 1.2.1 編制依據(jù) 1) XX煉油廠基本情況介紹及發(fā)展問題探討（ XX油田 XX 煉油廠， 2004年 6 月）。 2) XX煉油廠 150 萬噸 /年質量升級及擴能改造可行性研究報告（中國石油集團 XX 設計院， 2004 年 11月）。 1.2.2 編制原則 1) 符合中國石油整體發(fā)展戰(zhàn)略，提高 XX煉油廠的贏利能力。 2) 結合 XX 煉油廠實際情況，合理選用國內外普遍采用的催化蒸餾工藝路線 ,使各種產品質量達到國家最新標準或行業(yè)標準的要求。 3) 充分利用全廠現(xiàn)有的公用工程設施及輔助設施，以降低投資、加快工程建設進度，為企業(yè)創(chuàng)造最大的經濟效益。 4) 三廢治理和安全設施嚴格執(zhí)行國家、地方及主管部門制定的環(huán)保、職業(yè)安全衛(wèi)生、消防和節(jié)能設計規(guī) 定、規(guī)程和標準。采取各種切實可靠、行之有效的事故防范及處理措施，確保裝置安全運行。 1.3 研究范圍 中國石油 XXXX廠 2萬噸 /年 MTBE項目 6 根據(jù) XX 煉油廠的意見，本可研包括原料進界區(qū)至產品 MTBE出裝置整個工藝生產過程及罐區(qū)等部分。單元劃分如下： 表 1-2 單元劃分表 序號 單元號 單 元 名 稱 規(guī)模 備注 一 總圖運輸部分 101 工廠總平面布置 102 廠區(qū) (單元 )豎向及雨水排除 103 廠區(qū)綠化 二 工藝裝置部分 1 201 2 104t/a MTBE裝置 2 104t/a 新建 三 油品儲運 1 301 MTBE罐區(qū) 2 1000m3 新建 六 熱工 1 601 工藝及熱力管網(wǎng) 改造 1.4 項目背景及建設理由 1.4.1 項目背景 甲基叔丁基醚（ Methyl tert-butyl ether，以下簡稱 MTBE）是一種高辛烷值的汽油組分，其馬達法辛烷值為 101，研究法辛烷值為 117，在汽油組分中有良好的調和效應，穩(wěn)定性好，而且可與烴燃料以任意比互溶，是一種良好的提高汽油辛烷值的油品添加劑。車用汽油加入 MTBE 后，汽油在氣缸中燃燒得更徹底，汽 車尾氣不含鉛， CO 排放量減少 30。正是由于上述特點，到 20 世紀末，全世界 MTBE 總產量曾達 2300 萬噸，成為石化產品中發(fā)展最快的品種之一。我國至 2003 年 5 月份，全國有近 40 套生產裝置，年產量達 150 萬噸。 據(jù)統(tǒng)計，我國生產的車用汽油中催化裂化汽油占到了 80左右，大部分煉油廠的汽油辛烷值不足。通過添加 MTBE 提高辛烷值是提高我國汽油標準的最經濟的手段。近兩年來，東部地區(qū)的許多煉油企業(yè)紛紛擴大或新上MTBE 生產規(guī)模，一方面是解決當前車用汽油辛烷值不足不能上市的燃眉中國石油 XXXX廠 2萬噸 /年 MTBE項目 7 之急，同時也可為日后的碳四副產品解決出路 。 XX煉油廠現(xiàn)有一套氣體分餾裝置，利用氣體分餾裝置生產的 C4 組分生產 MTBE，并通過在催化汽油中添加 MTBE 是提高 XX 煉油廠汽油品質和辛烷值的重要手段。 1.4.2 項目的必要性 1）合理利用資源、優(yōu)化產品結構的需要 根據(jù)重油深加工改造的總加工流程，全廠加工原油 150 萬噸 /年，重油催化裂化裝置規(guī)模為 80 萬噸 /年，氣體分餾裝置的規(guī)模為 10 萬噸 /年。屆時，氣體分餾裝置將副產 6.83 萬噸 /年的混合碳四組分，其中的異丁烯（含量18.01%）是生產高辛烷汽油組分 MTBE 的原料。 MTBE 是一種良好的高辛烷值汽油調合組分，在汽 油組分中有良好的調合效應，穩(wěn)定性好，能以任何比例與汽油組分混合而不發(fā)生相分離。因此，為了適應我國汽油改質的要求，以 MTBE 為調合組分生產高辛烷值汽油已經是國內外普遍采用的措施之一。本項目實施后， XX 煉油廠 93#汽油的比例進一步增加（達到 16.62 萬噸 /年），產品結構可得到進一步的優(yōu)化。 2)是提高企業(yè)經濟效益的需要 按照目前國內汽油價格政策， 93#汽油比 90#汽油的銷售價高 287 元 /噸。隨著高檔汽車數(shù)量的不斷增加，高標號汽油的需求量也在迅速上升，因此XX煉油廠有必要生產高牌號汽油，進一步提高公司的整體經濟效 益。 氣體分餾裝置副產的碳四餾分作為石油液化氣銷售，價格較低，利用碳四餾分中的異丁烯和甲醇為原料生產 MTBE，與現(xiàn)有汽油組分調合，可增加高標號汽油的品種和產量，有利于高標號汽油市場的占領和提高 XX 煉油廠的整體經濟效益。 綜上所述，從資源的合理利用、優(yōu)化產品結構、適應市場的需求和提高企業(yè)的經濟效益等諸多方面考慮，利用氣體分餾裝置副產異丁烯為原料生產中國石油 XXXX廠 2萬噸 /年 MTBE項目 8 MTBE 是十分必要的。 1.5 主要研究結論 1)本項目采用的新型混相膨脹床 -反應蒸餾技術，是目前國內生產MTBE 最先進的工藝技術，也是成熟的、可靠的。 2)所有原料和輔助 原料來源均有保證。生產 MTBE 的主要原料混合碳四組分和甲醇均來自于本廠，凈化劑和催化劑等輔助原材料國內均有生產且市場供應充足。 3）本裝置技術經濟指標合理，所得稅后內部收益率 12.31%，大于行業(yè)基準收益率，投資回收期為稅后 7.60 年，小于石化行業(yè)基準投資回收期 10年。 綜上所述，本項目無論是在技術上還是在經濟上都是可行的。 中國石油 XXXX廠 2萬噸 /年 MTBE項目 9 表 1-3 主要經濟指標匯總表 序號 項 目 單 位 數(shù)額 數(shù)額 備注 (人民幣 ) (外匯 ) 一 基本數(shù)據(jù) 1 報批總投資 萬元 2792 1.1 建設投資 萬元 2743 1.2 建設期借款利息 萬元 25 1.3 鋪底流動資金 萬元 24 2 銷售收入 萬元 3004 生產期平均 3 總成本費用 萬元 1775 生產期平均 其中 :折舊 萬元 188 生產期平均 4 流轉稅金及附加 萬元 895 生產期平均 5 利潤總額 萬元 334 生產期平均 6 所得稅 萬元 110 生產期平均 7 所得稅后利潤 萬元 224 生產期平均 二 經濟評價指標 1 稅后財務指標 其中：財務內部收益率 % 12.31 財務凈現(xiàn)值 萬元 44 ic=12% 投資回收期 年 7.60 含建設期 2 稅前財務指標 其中：財務內部收益率 % 17.02 財務凈現(xiàn)值 萬元 762 ic=12% 投資回收期 年 6.28 含建設期 3 自有資金 其中：財務內部收益率 % 13.07 財務凈現(xiàn)值 萬元 135 ic=12% 4 投資利潤率 % 11.75 5 投資利稅率 % 43.17 6 資本金利潤率 % 18.22 7 借款償還期 年 3.68 含建設期 8 盈虧平衡點 其中：生產能力利用率 % 46.54% 生產期平均 9 單位加工費 元 /噸 218.49 不含期間費用 10 單位現(xiàn)金加工費 元 /噸 143.92 含期間費用 11 噸油凈利潤 元 /噸 112.01 中國石油 XXXX廠 2萬噸 /年 MTBE項目 10 2 市場分析和價格預測 2.1 原料分析 1) 異丁烯原料資源分析 根據(jù)全廠總流程的安排，全廠加工原油 150 萬噸 /年，重油催化裂化裝置規(guī)模為 80 萬噸 /年，氣體分餾裝置的規(guī)模為 10 萬噸 /年。屆時，氣體分餾裝置將副產 6.83 萬噸 /年的混合碳四組分，其中的異丁烯（含量 18.01%）。 2) 甲醇資源分析 XX 煉油廠現(xiàn)有一套 10 萬噸 /年甲醇裝置，而 2 萬噸 /年 MTBE 裝置耗甲醇約 0.70 萬噸 /年，甲醇原料的供應是有保障的。 2.2 產品市場分析 我國生產的車用汽油中催化裂化汽油占到了 80左右，我國大部分煉油廠的汽油辛烷值不足，通過添加 MTBE 提高辛烷值是提高我國汽油辛烷值的最經濟的手段。 MTBE 還可增加汽油含氧量 ,促進清潔燃燒，減少汽車有害物排放的污染。 我國 MTBE 生產也處于快速增長狀態(tài)。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國現(xiàn)有 MTBE裝置已經達到 27 套，總年產能力 62 萬噸。 MTBE 缺口較大 ， 一些企業(yè)正對裝置進行擴建改造或新建裝置。 專家預測我國 MTBE 在近十年還會有大的增長，但其增量與車用汽油的增量相比是微不足道的。 XX 煉油廠所生產的 2 萬噸 /年 MTBE 全部用于調和本廠生產的汽油，不存在銷售問題。 2.3 MTBE 風險分析 MTBE 作為一種優(yōu)質汽油組分的生產工藝和作為清潔汽油調合組分有很多優(yōu)點： （ 1）可以改善汽油的燃燒值和調合辛烷值，蒸汽壓不高，有較高的含中國石油 XXXX廠 2萬噸 /年 MTBE項目 11 氧量。因 此 ， MTBE 仍然是目前煉廠汽油質量升級必不可少的優(yōu)質高辛烷值調合組分。 （ 2）生產 MTBE可以優(yōu)化利用煉廠催化裂化和乙烯廠的 C4 資源以及直接或間接降低催化汽油烯烴含量和硫含量，該工藝過程比較簡單，操作條件比較緩和，對設備無特殊要求，生產過程對環(huán)境也不產生污染。 （ 3） MTBE 裝置將來可以比較容易的改造為間接烷基化工藝生產烷基汽油。 MTBE作為清潔汽油組分也有缺點： MTBE具有惡臭（只要有 2ppb 就可以聞出）和致癌性。易溶于水?？缮锝到庑圆?。容易隨水游動而遷移，管理不善對人體健康會構成威脅。 美國：美國 是世界上 MTBE 用量最大的國家， 2000 年用量達 1320 萬噸，占世界總消費量的 42%。自美國加州在飲用水中檢測到 MTBE 以來，對人體健康的影響引起世界的關注，限制和禁用的爭論持續(xù)升溫。截止到 2003 年初，美國共有 18 個州已宣布 2006 年前限制或禁用 MTBE 已成定局，但實施時間可能會推遲到 2010 年前后完成。 日本：日本已經聲稱考慮不久也將禁用 MTBE，打算進口乙醇替代 MTBE。 歐盟：雖重視美國有關禁用 MTBE的動向，但尚未出臺禁用的具體計劃，原因是歐洲用量較少，油品儲運系統(tǒng)比較健全，飲用水供應相對比較集中 ，小型和私人水廠、水井較少，潛在的泄露危險較小，控制對水源的污染相對較易。到目前為止，只有丹麥禁用，全歐追隨美國禁用 MTBE 的可能性較小。據(jù)報道，歐洲經系統(tǒng)研究后已確定繼續(xù)生產使用 MTBE。 亞洲：亞洲和歐洲類似，應用 MTBE 時間較晚，用量較少，目前限制和禁用的意向不明顯。 我國：尚未提出限制和禁用的法規(guī)。 中國石油 XXXX廠 2萬噸 /年 MTBE項目 12 迄今為止，仍有許多科學家和業(yè)內人士認為醚產品實為清潔汽油優(yōu)質調和原料， MTBE 爭論主因為政治及集團利益，寡于科技依據(jù)。德國科學論斷：“ 醚類優(yōu)于芳烴 ” ；美聯(lián)邦能源部盛贊醚產品 ， 美國聯(lián)邦能源部能源信息管理局 于 2003 年 3 月 5 日在德克薩斯州圣安東尼市美國煉油化工協(xié)會年會上的專題報告 “ 取消 MTBE 不僅會導致汽油供給嚴重短缺（從而使零售價格飛漲）， （汽油中的） MTBE 及其它醚類所獨具的卓越尾氣排放和引擎表現(xiàn)等物化特性和關鍵指標亦是其它碳氫化物或醇類物所無與倫比的。 ” 據(jù)國外 De-Witt 公司和化學系統(tǒng)公司的預測，由于美國限制或禁用MTBE，世界 MTBE 的需求量將從 2002 年的 2000 萬噸左右下降到 2005 年的1700 萬噸和 2010 年的 1300 萬噸左右。加上很多國家汽油標準基本上追隨美國，可以預計，禁用 MTBE 的 行動遲早會擴散到世界其他地區(qū)，估計時間會比美國推遲 10-15 年。我國也已開始實施酒精替代計劃，由于實施酒精替代計劃政府要投入巨額財政補貼，估計我國 MTBE仍將有十幾年的發(fā)展期，以便盡快解決催化汽油烯烴含量高和辛烷值短缺的問題。另外開發(fā)其他清潔的替代車用燃料也在預料和情理之中。 當然利用煉廠的 C4資源也可以通過直接和間接烷基化工藝生產烷基汽油，但是，我國液體酸烷基化工藝比較落后，不是環(huán)境友好工藝，而固體酸烷基化又沒有工業(yè)化，仍處于試驗階段，間接烷基化工藝也沒有推開，隨著技術不斷成熟，將來可以通過改造 MTBE 裝 置實現(xiàn)間接烷基化工藝的操作。例如，據(jù)稱加拿大艾德蒙頓的艾爾伯塔環(huán)保燃料公司（ AEF）于 2002 年 10月首次成功將 MTBE裝置改產成工業(yè)規(guī)模的異辛烷裝置（ 0.52Mt/a），供應美國調和新配方汽油。 因此，現(xiàn)階段為改善汽油質量，充分利用 FCC碳四資源生產 MTBE 支持汽油的質量升級并提高 XX 煉油廠整體經濟效益，同時間接降低汽油烯烴含量和硫含量是必要的。 中國石油 XXXX廠 2萬噸 /年 MTBE項目 13 通過對 MTBE作為車用汽油含氧高辛烷值添加劑發(fā)展前景的分析，認為中國目前和將來一段時間 MTBE作為汽油組分仍然具有一定的發(fā)展空間。 3 建設規(guī)模、產品方案 3.1 建設規(guī)模 1) 原料來源 本裝置原料為氣體分餾裝置生產的 C4餾分及本廠生產的甲醇。 2) 生產規(guī)模 2 104t/a MTBE裝置 (實際 MTBE 產量 1.93 104t/a)； 3) 年開工時間 年開工時間為 8000小時。 3.2 產品方案 本裝置產品為 MTBE,副產品為未反應的 C4 餾分，均去罐區(qū)儲存。 本裝置物料平衡見表 3-1。 本裝置主要產品規(guī)格見表 3-2、表 3-3。 中國石油 XXXX廠 2萬噸 /年 MTBE項目 14 表 3-1 物料平衡 序 號 物料名稱 數(shù) 值 備注 w% kg/h 104t/a 一 原料 1 C4 餾分 90.7 8131 6.83 2 甲 醇 9.3 833 0.7 合計 100.0 8964 7.53 二 產品 1 MTBE 25.6 2298 1.93 2 未反應 C4 74.4 6667 5.6 合計 100.0 8964 7.53 表 3-2 MTBE產品性質 組 分 含量， wt% 分析方法 MTBE 98.0（扣除碳五） 色譜法 甲醇 0.2 色譜法 碳四 0.2 色譜法 表 3-3 剩余碳四規(guī)格 組 分 含量， wt% 分析方法 異丁烯 0.2 色譜法 水 0.06 甲醇 50ppm 色譜法 MTBE 50ppm 色譜法 剩余碳四應同時滿足作為甲乙酮原料的要求。 4 MTBE裝置 4.1 工藝技術選擇 自 1973 年意大利斯納姆公司利用自己的專利技術，建成世界上第一套10萬噸 /年 MTBE 工業(yè)化裝置以來， MTBE 的生產受到世界各國的高度重視，開發(fā)成功了適應化工型和煉油型企業(yè)要求的多種工藝技術，并得到廣泛的工業(yè)應用。我國在這一領域也進行了桌有成效的研究開發(fā)工作， 1983 年在齊魯石化公司建成投產了國內第一套 5500 噸 /年工業(yè)實驗裝置，之后經過近二十年的不懈努力，國內自行 研究開發(fā)的 MTBE 工藝技術已成熟，改進了傳統(tǒng)工藝并在工業(yè)上得到廣泛推廣應用。 到目前為止，國內外已開發(fā)成功了多種工藝技術，具有代表性的工藝主中國石油 XXXX廠 2萬噸 /年 MTBE項目 15 要有兩類。 1) 床層反應合成 MTBE生產工藝 該工藝反應器采用固定床或膨脹床型式，分 “ 一段反應，一次分餾 ” 工藝和 “ 兩段反應，兩次分餾 ” 工藝兩種，后者異丁烯轉化率高于前者。床層反應合成 MTBE 的工藝，異丁烯的轉化率可達到 90 96。 由于合成 MTBE 是平衡放熱反應，溫度過高會影響催化劑的壽命和異丁烯的轉化率。為控制反應的溫度，反應器需有冷卻取熱或外循環(huán)取熱設施，反應熱不僅 得不到有效利用，而且增加了設備投資與水、電、汽消耗。 2) 混相床催化蒸餾合成 MTBE 生產工藝 該工藝是混相床反應與催化蒸餾反應的組合?；煜啻部煞譃楣潭ù不蚺蛎洿?，由于混相床反應器的壓力較低，通過反應物料的部分汽化吸收反應熱，省去了床層反應器的冷卻取熱或外循環(huán)取熱設施。特別是在膨脹床反應器內，催化劑床層處于膨脹狀態(tài)，有利于反應熱的擴散。 為進一步提高異丁烯轉化率，在混相床反應器之后，串連了一個催化蒸餾反應器。催化蒸餾工藝是將反應器和反應產物的分離合二為一，在催化蒸餾塔中，將反應產物不斷地移出反應區(qū)，使反應向著生 產 MTBE 產物的方向進行，因此異丁烯轉化率較高；同時反應放出的熱量又被蒸餾所利用，有利于節(jié)能。混相床催化蒸餾合成 MTBE 生產工藝，異丁烯轉化率提高到 99%以上。 催化蒸餾技術則是在一個設備內同時完成殘余異丁烯的深度轉化和產品分離，由于反應和分離同時進行，不但實現(xiàn)了深度轉化，而且還充分利用了反應熱，減少了能耗。 綜合考慮，擬推薦混相膨脹床催化蒸餾合成 MTBE 生產工藝。 4.2 工藝原理及工藝流程 4.2.1 工藝原理 在專用強酸性樹脂催化劑的作用下，原料碳四中的異丁烯和甲醇通過氫中國石油 XXXX廠 2萬噸 /年 MTBE項目 16 離子遷移合成甲基叔丁基醚（ MTBE），該反應是 平衡反應，反應的選擇性較高，混合 C4中正丁烯幾乎不與甲醇反應。因此，采用適當?shù)墓に嚵鞒?，可使異丁烯的轉化率達到 99.5%以上，即將異丁烯從 C4 中脫除，再經分離可得高純度正丁烯。醚化的產品 MTBE 在適當?shù)臈l件下可分解得到純的異丁烯。由此可得兩種寶貴的 C4烯烴，大大提高了 C4 烯烴的綜合利用價值。 在合成 MTBE反應過程中，同時還發(fā)生少量的副反應，生成異辛烯、叔丁醇、二甲基醚等，這些副產品的辛烷值都比較高，對汽油的產品質量沒有不利影響。 異丁烯和甲醇合成甲基叔丁基醚的反應為放熱反應，低溫有利于提高轉化率，但溫度過 低影響反應速度。在反應初期，由于催化劑的活性較高，反應溫度一般控制比較低，在 40-50。在反應后期，由于催化劑的活性下降，反應溫度一般控制比較高，在 60-75。由于受催化劑所能承受的溫度限制，反應溫度必須控制在 90以下。 4.2.2 工藝流程簡述 從上游氣體分餾裝置來的 C4 餾分進入 C4原料緩沖罐，在此沉降分離掉可能攜帶的游離水，經 C4 原料泵升壓后送至管道混合器。從罐區(qū)來的甲醇經甲醇泵升壓后一路送至催化蒸餾塔反應段的中部；另一路送至管道混合器在此與 C4 充分混合后，醇烯比保持在 1.1:1左右，進入原料預熱器加熱后進入 原料凈化 -醚化反應器（兩臺并聯(lián)），每臺原料凈化 -醚化反應器中裝有與醚化催化劑性能基本相同的催化劑樹脂，如果某臺原料凈化 -醚化反應器催化劑樹脂失活，可及時切換至另一臺，這樣就不會影響到裝置長周期連續(xù)操作。 反應器中裝有大孔徑磺酸陽離子交換樹 脂 ，原料中的異丁烯和甲醇在此反應生成 MTBE。由于此反應為放熱反應，溫度由上而下逐步升高，物料部分氣化，以氣液混相從反應器頂部流出進入催化蒸餾塔進料 -產品換熱器，與 MTBE 產品換熱至 70后進入催化蒸餾塔。液相 MTBE從塔底流出，經 MTBE中國石油 XXXX廠 2萬噸 /年 MTBE項目 17 產品冷卻器冷卻至 40后，送至罐區(qū) 儲存。未反應的甲醇和 C4餾份以共沸物從塔頂餾出，經催化蒸餾塔冷凝器冷凝后進入催化蒸餾塔回流罐，由催化蒸餾塔回流泵抽出，冷凝液一部分送往塔頂作為回流，另一部分經萃取塔進料冷卻器冷卻后，送至甲醇萃取塔的下部作為進料。 甲醇萃取塔的用于分離未反應甲醇和 C4 餾份，用水作萃取劑。水進入萃取塔上部，向下流動，與自下而上的甲醇和 C4餾份共沸物逆流接觸，甲醇進入水相。萃余液從塔頂排至未反應 C4 罐，然后用未反應 C4