产5万吨甲基叔丁基醚生产工艺设计

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时间:2018-11-22

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1、重庆理工大学化学工艺设计摘  要关键词:甲基叔丁基醚异丁烯甲醇-Ⅱ-重庆理工大学化学工艺设计目  录摘  要Ⅰ第1章绪论11.1概述11.1.1MTBE生产历史和生产前景11.1.2设计依据11.1.3厂址的选择及设计地区的自然条件车间的组成及人员21.2工艺说明21.2.1原材料规格21.2.2副产品规格31.2.3安全标准31.2.4产品性质41.2.5生产工序及工艺流程叙述61.2.6生产控制一览表101.2.7三废及处理11第2章计算部分122.1物料衡算122.1.1全车间物料衡算122.1.2反应器物料衡算132.1.3MTBE精馏塔物料衡算192.1.4萃取塔物料衡算202

2、.1.5回收塔物料衡算222.2热量衡算242.2.1一器一段循环冷却器E-101热量衡算242.2.2一器一段热量衡算252.2.3T101B塔底出料换热器E104的热量衡算262.2.4T101进料换热器热量衡算272.2.5T101热量衡算(包括T101B塔底再沸器E106,T101A塔顶冷凝器E107)272.2.6E108热量衡算282.3反映器部分的计算31-II-重庆理工大学化学工艺设计2.3.1R101各段出口温度的计算312.3.2R101各段密度的计算322.3.3催化剂用量和床层高度的计算342.3.4反应器直径的计算342.4精馏塔的计算362.4.1精馏塔物料平

3、衡362.4.2精馏塔各部分温度的计算372.4.3回流比和理论塔板数412.4.4进料位置的计算432.4.5精馏塔全塔热平衡432.4.6精馏塔塔径和塔高的计算452.5萃取塔计算462.5.1萃取塔理论级数的确定462.5.2萃取塔塔径的计算472.5.3萃取塔塔高的计算532.6换热器的计算552.7泵的计算562.7.1进口阻力572.7.2582.8技术经济核算59致  谢62-II-重庆理工大学化学工艺设计第1章可行性报告1.1概述甲基叔丁基醚,英文缩写为MTBE(methyltert-butylether),溶点-109℃,沸点55.2℃,是一种无色、透明、高辛烷值的液体

4、,具有醚样气味,是生产无铅、高辛烷值、含氧汽油的理想调合组份,作为汽油添加剂已经在全世界范围内普遍使用。它不仅能有效提高汽油辛烷值,而且还能改善汽车性能,降低排气中CO含量,同时降低汽油生产成本。另外,MTBE还是一种重要化工原料,如通过裂解可制备高纯异丁烯。MTBE是含氧量为18.2%的有机醚类。它的蒸汽比空气重,可沿地面扩散,与强氧化剂共存时可燃烧。甲基叔丁基醚是一种高辛烷值(研究法辛烷值115)汽油添加剂,化学含氧量较甲醇低得多,利于暖车和节约燃料,蒸发潜热低,对冷启动有利,常用于无铅汽油和低铅油的调合。而裂解得到的聚合级异丁烯,供丁烯橡胶使用。含异丁烯0.5%以下的直链丁烯用作丁

5、烯氧化脱氨制丁二烯的原料。将MTBE进行分解,所得的异丁烯只需要进行经过简单蒸馏及洗涤,即可得到99.5%的高纯度异丁烯。MTBE作为新兴的重要的化工产品,早已广泛应用在法国、意大利、加拿大等国家,但是由于环境的问题目前美国已经开始禁止生产了。由于汽车的全面发展,所以MTBE的前途一片光明。在1973年意大利第一套10万吨/年的MTBE工业装置投产后,作为新兴汽油添加剂,MTBE引起了各国石油化学界的普遍重视,其产量每年以54%的速度增长。MTBE工业成为当时极有前途的新兴工业之一。在欧洲国家的基础上,1979年我国才开始研究MTBE合成工业。1983年我国第一套500万吨/年化工型MT

6、BE工业装置建成后,增长的速度较快,并形成一定规模的生产能力。制备MTBE的原料异丁烯的技术发展呈多样化的趋势,其中用一种异丁烷制异丁烯的技术生产MTBE极为理想,总收率达95%;不过MTBE生产工艺普遍采用用酸性的离子交换树脂合成MTBE,用MeoH和异丁烯在液相70~100%下通过酸性的离子交换树脂在填充床内进行,离子交换树脂是磺化聚苯乙烯和二乙烯基苯共聚物。1.2设计依据【12】根据要求,设计年产22万吨MTBE的生产工艺。由于MTBE取代四乙基铅可减少环境污染,且用途广泛,促使了世界各国对MTBE的需求量日益增加,因此世界各国都在寻求更先进的方法,投资建厂生产MTBE。合成MTB

7、E生产工艺主要是醚化工艺,根据醚化反应器的不同,MTBE合成技术有以下几种形式:a.固定床反应技术:固定床技术采用的是下流式固定床反应器,在70到100℃-69-重庆理工大学化学工艺设计液相,甲醇与异丁烯在强酸阳离子交换树脂的作用下,反应生成MTBE。该技术采用外循环取热方式来控制,用冷却水在反应器外移走反应热,用分馏塔分离产物MTBE和甲醇以及剩余的碳四馏分。此法用于含异丁烯浓度变化较大的碳四原料。尽管反应器用水冷却,但仍会出现热

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