年产8万吨mtbe装置扩建工程项目可行性研究报告.doc

8万吨/年MTBE装置扩建工程
目 录
1总论 1
1.1概述 1
1.2编制依据和原则 1
1.3结论 4
2 市场分析和价格预测 5
2.1产品市场分析和价格预测 5
2.2原料供求和价格预测 7
3 生产规模及产品方案 8
3.1生产规模 8
3.2产品方案 8
4 工艺装置技术及设备方案 9
4.1工艺技术的选择 9
4.2工艺概述、流程及消耗定额 11
4.3工艺设备技术方案 18
4.4 工艺装置“三废”排放 22
4.5 占地、建筑面积及定员 22
4.6 工艺及设备风险分析 23
5 原料、辅助材料及燃料 24
5.1 原料供应 24
5.2 燃料供应 24
6 自动控制 25
6.1 概述 25
6.2 全厂控制系统及仪表选型 25
6.3工艺装置自动控制方案 26
6.4采用标准规范： 28
7 厂址选择 29
7.1建厂条件 29
7.2厂址选择 32
8总图、储运、外管网及土建 33
8.1总图 33
8.2 储运 35
8.3外管 39
8.4土建 39
9 公用工程 47
9.1给排水 47
9.2 供电 55
9.3电信部分 63
9.4供热 65
9.5采暖、通风及空调 66
9.6空压站 70
9.7维修 71
9.8分析化验 71
9.9火炬 73
10 节能 74
10.1概述 74
10.2耗能指标 74
10.3节能措施 75
10.5 设计中采用的主要标准规范 75
11 节水 76
12 消防 77
12.1消防体制和贯彻方针 77
12.2工程概述 77
12.3火灾爆炸危险性分析 77
12.4 消防安全防范措施 78
12.5消防设施配置 80
12.6设计执行的消防法规、规范及标准 83
12.7 消防设施费用 83
13 环境保护 84
13.1 设计采用的环境保护标准 84
13.2 主要污染源及主要污染物 84
13.3治理措施 85
13.4环境监测 86
13.5环保投资 86
14 职业安全卫生 87
14.1设计标准及设计原则 87
14.2生产过程中职业危险有害因素分析 87
14.3职业危害因素的防范及治理 88
14.4 机构设置及人员配备情况 90
14.5 安全投资估算 90
14.6 预期效果和评价 90
15 工厂组织及劳动定员 91
15.1 工厂组织 91
15.2劳动定员 91
16 项目实施规划 92
17 投资估算及资金筹措 93
17.1 项目概述 93
17.2 项目投资估算范围及构成 93
17.3 投资估算编制依据 93
17.4 投资估算说明 94
17.5 流动资金估算 95
17.6 资金筹措及资金使用计划 96
18 财务分析 97
18.1 财务分析依据及基础数据参数 97
18.2 成本费用估算 97
18.3 营业收入估算 99
18.4 税收及利润分配 99
18.5财务分析 99
18.6 不确定性分析 100
18.7 财务分析结论及建议 101
19 研究结论 103
19.1简要结论 103

1、附图：
1) 附图-1:项目位置图
2) 附图-2:总平面布置图
3) 附图-3:工艺流程图
4) 附图-4:MTBE装置示意流程图（一）
5) 附图-5: MTBE装置示意流程图（二）
2、附件：设计委托任务书

108

8万吨/年MTBE装置扩建工程
1总论
1.1概述
1.1.1 项目名称及建设单位基本情况
项目名称： 8万吨/年MTBE装置扩建工程
建设单位：黑龙江安瑞佳石油化工有限公司
企业性质：股份制
法人代表：孔繁云
1.2编制依据和原则
1.2.1编制依据
(1)黑龙江安瑞佳石油化工有限公司与葫芦岛设计院签定的委托设计合同，合同号：PCNE-JXSJ-JG-ZSH-2010-0003。
(2)黑龙江安瑞佳石油化工有限公司提供的资料和数据。
(3)中国石油天然气股份有限公司《炼油化工建设项目可行性研究报告编制规定》（2002年）。
1.2.2编制原则
(1)综合考虑工程规模的经济性和市场容量两方面的因素，确定装置规模和产品方案。
(2)积极改进、优化工艺技术，使新建装置满足技术先进、成熟可靠、经济合理、操作维护方便等要求。提高装置的技术含量，力求物耗能耗低、产品质量优。
(3)设计严格执行国家、行业以及当地政府的有关现行标准、规范和法规，做到公正、客观、科学地反映建设项目的实际情况。
(4)总图布置力求布局合理，满足防火防爆、生产操作、检修维护及安全卫生的要求。采用可靠的安全技术措施，严格执行国家现行的有关安全法规。
(5)“三废”排放严格执行国家及当地政府制定的有关标准和规定。“三废”治理要做到同时设计、同时施工、同时运行，并考虑环境的综合治理。
(6)提高自动化控制水平和劳动效率，降低操作工人劳动强度，使装置操作方便、维护简单。
1.2.3 项目背景及投资意义
1.2.3.1项目背景
黑龙江安瑞佳石油化工有限公司投资方为黑龙江安瑞佳运输有限公司。
黑龙江安瑞佳运输有限公司位于黑龙江省安达市哈大齐工业走廊北城发展用地项目区，始建于2005年11月，总占地面积42750㎡，现有职工315人，具备3000t/次的运输能力，其前身是大庆安瑞佳经贸有限公司，而黑龙江安瑞佳经贸有限公司、黑龙江九州运输有限公司、大庆安瑞佳经贸有限公司分别成立于2005年11月30日、2007年12月26日、2003年10月30日，四家公司都由孔繁云、赵文龙共同出资设立。公司专营化学危险品经销、运输业务，是东北地区最大的危险品运输民营企业。具有二十年运输管理经验的安瑞佳运输有限公司，资产总额1.1亿元，拥有1755㎡的办公区、470㎡的员工公寓、500㎡立体车辆修理间和40000㎡的自用停车场所。现有常压、中压化学危险品运输车辆150台，办公车辆10台，并具有GPS卫星导航监控平台，在甘肃兰州、辽宁辽阳、天津和吉林市设有6个驻外办事处。
黑龙江安瑞佳运输有限公司主要从事2类、3类、4类、6类、8类等危险化学品货物运输。2007年运输产品90kt，2008年运输产品126kt，运输收入1.2亿元，预计2009年运输产品200kt，预计运输收入1.6亿元。截止到2009年2月20日已完成运输产品量26kt，运输收入完成1.8千万元。公司具有健全的业务网络，危险品运输业务覆盖甘肃、山东、天津、 北京、辽宁、吉林、河北、黑龙江等18个省市自治区。
黑龙江安瑞佳运输有限公司拥有一支开拓创新、务实精干的人才团队，拥有一支常年从事化学危险品运输的专业队伍，主要管理人员在化学危险品运输业务方面具有丰富的经验。公司下设人力资源、生产运行、综合办公、财务资产、采购部、安全部等6个职能部门。公司先后获得“兰州石化公司诚信金鼎”、“大庆市诚信经营车辆”、“运输诚信企业”，连续两年获得“安达市重点纳税单位”等殊荣。公司坚持“科学管理，信誉取胜，安全作业，用户至上”的企业宗旨，大力倡导“诚信务实、安全快捷、规模增效、合作共赢”的经营理念，用诚信打造一流运输品牌，用技术创新、管理创新、制度创新逐渐扩大发展规模，积极带动周边地区的经济发展，为实现龙江经济振兴做出了较大贡献。
只有发展，才能在竞争中站稳脚步。黑龙江安瑞佳运输有限公司确立了在发展车辆的基础上，往综合性物流方向发展的路线，准备在2—3年内，车辆增加到200辆，同时建设一个综合性化工厂，这个规划得到了安达市委和政府的支持。
1.2.3.2项目实施的必要性
 随着国内汽、柴油价格逐步与国际市场接轨和环保要求的提高，社会对提高汽油质量的呼声也越来越高。由于我国炼油企业现有装置结构不够合理、加工手段比较单一、技术水平有差距等原因，致使我国汽油质量与国外发达国家的质量水平相比存在一定的差距。我国的成品油应加快升级换代的步伐。因此，必须从企业求生存、求发展的战略高度来认识油品质量升级的问题。
甲基叔丁基醚的英文缩写为MTBE。MTBE是一种无色、透明、高辛烷值的液体，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。MTBE还是一种重要化工原料，如通过裂解可制备高纯异丁烯，作为橡胶及其它化工产品的原料。
目前,我国汽车的尾气排放标准及油品标准基本上都参照欧洲标准制定。2005年7月开始执行的新标准要求进一步降低汽油中的芳烃和硫含量，并且汽油氧含量限制为≤2.7%。因此，提高汽油的辛烷值将会更多的依靠增加甲基叔丁基醚MTBE的产量。
黑龙江安瑞佳石油化工有限公司原有的30kt/aMTBE生产装置年产利润4000万元，为进一步发展特色产品、提高经济效益，本公司决定新上一套80kt/aMTBE生产装置。
1.2.4项目范围
●MTBE装置
●甲醇、MTBE罐区
●混合碳四、剩余碳四罐区
●汽车装卸栈台
●控制中心
●导热油炉房
●空压站
●变/配电站
●循环水站
●消防水站
●泡沫站
●事故池
根据国家产业政策和行业政策，就项目投资的必要性、市场预测、产品方案及生产规模、工艺技术方案、建厂条件、总图运输、储运、公用工程和辅助设施方案、节能、环境保护、劳动保护和安全卫生、投资估算、财务评价等进行研究,以便得出结论,提供决策依据。
1.3结论
1.3.1简要结论
本工程采用国内先进、成熟的工艺技术，建设年产80kt/a的MTBE生产装置，其建厂条件优越、投资时机成熟，建成后有显著的经济效益和社会效益。
1.3.2主要技术经济指标
本工程主要技术经济指标见表1.3-1。
表1.3-1主要评价指标一览表
序号
项 目
单 位
指 标
备注
1
建设规模
104 t/a
8

2
项目投入总资金
万元
23135

2.1
建设投资
万元
19737

2.2
建设期利息
万元
190

2.3
流动资金
万元
962

3
主要效益指标

3.1
年均销售收入
万元
184056

3.2
年均总成本费用
万元
174271

3.3
年均增值税
万元
2157

3.4
年均销售税金及附加
万元
216

3.5
年均利润总额
万元
7459

3.6
项目财务内部收益率
%
28.8
税后
3.7
项目财务净现值(ic=12 %)
万元
19618
税后
3.8
投资回收期
年
4.52
税后
3.9
资本金内部收益率
%
33.52

2 市场分析和价格预测
2.1产品市场分析和价格预测
2.1.1产品市场分析
我国从20世纪70年代末和80年代初开始进行MTBE合成技术的研究，1983年中石化股份有限公司齐鲁分公司橡胶厂建成我国第一套MTBE工业试验装置。到20世纪末，MTBE已成为全世界石化产品中发展最快的品种之一，我国在此期间MTBE也迅速发展，并且拥有了自己的专利技术，目前全国有50余套MTBE生产装置，生产能力约达1600kt/a，年产量约为1500kt。
在我国，由于汽油无铅化进程加速，通过添加MTBE提高辛烷值是提高我国汽油标准的最经济的手段，这就给MTBE的发展带来商机，使我国MTBE产业的生产能力迅速增加。这也和我国大部分炼油厂的汽油辛烷值不足的情况有关。据统计我国每年各类汽油产量约为34000kt，其中催化裂化汽油占到了80％左右，汽油中的烯烃含量为45％至50％，通过添加MTBE提高催化裂化汽油辛烷值是目前最经济的手段，一方面解决了当前车用汽油辛烷值不足不能上市的燃眉之急，同时也解决了FCC副产的碳四副产品的出路，使资源得到优化利用。
我国国内MTBE的需求主要受国内外高标号汽油需求的影响。为满足不断增长的高档车用油需要，应对即将到来的国际化竞争，中国石油、中国石化都把目光瞄准了汽油高端市场，使高标号汽油再次升级。按行业习惯，93号（含93号）以上的汽油被称为高标号汽油，目前国内市场上已出现了93号、95号、97号、98号四种高标号汽油。统计资料显示，2005年1至4月份，全国汽油销量增加了20%，而其中高标号汽油的增幅则为40%。普通90号汽油已不能满足市场的需要，高标号汽油有望逐渐成为市场的主导力量。一方面，进口高档车数量不断攀升，在欧美地区，汽油主要是91号、95号、98号，大部分欧美高档车都是以98号汽油为标准设计的。另一方面，国产新车的压缩比也不断提高，对高标号汽油的需求日益凸显。
目前各炼油企业也尽量生产高标号汽油，低标号汽油的生产量已逐步减少，在不少大城市高标号汽油的普及率已相当高了，这也是今后油品市场品种结构调整的发展方向。国家目前正在推广使用高标号汽油，因为高标号汽油更环保，也更节能，93号以上高标号取代90号汽油是大势所趋。
MTBE是生产无铅、含氧、低芳烃及高辛烷值车用汽油的优良调和组分，含氧新配方汽油的使用更进一步推动了MTBE的发展。
在汽油质量标准提升的拉动下，我国MTBE需求仍将以较快速度发展。目前我国执行的汽油标准中氧含量限制低于2.7%（炼油厂实际执行2.5%），其中绝大部分氧含量来自于MTBE。汽油中MTBE最大调入量为12%，考虑到汽油的实际生产情况，假设本年我国MTBE调配汽油（乙醇汽油除外）氧含量平均达到1.2%，则届时汽油添加剂MTBE年需求量约为3200kt。
MTBE除用作汽油添加剂外，经裂解可生产高纯度的异丁烯产品，随着异丁烯应用领域的不断扩大，异丁烯的需求量也在不断上升，且有供不应求之势。它主要用于4个方面：
(1)作聚异丁烯单体。异丁烯聚合可制得聚丁烯、二聚异丁烯、三聚异丁烯。它与戊二烯共聚可制得丁基橡胶。聚异丁烯主要用作胶粘剂、特殊白油（可代替高粘度白油）等。
(2)作叔丁基苯酚等原料。异丁烯烷基化可制叔丁基苯对辛基苯酚、2.6 –二叔丁基对甲酚等多种产品。对叔丁基苯酚可用来生产对叔丁基酚醛树脂、作氯丁胶系胶粘剂、丁基橡胶硫化剂、合成橡胶增粘剂和补强剂、防锈涂料和防锈油等。2.4-二叔丁基苯酚可用来生产168抗氧剂；2.6-二叔丁基苯酚可用来生产1010、1076抗氧剂。对辛基苯酚可用于合成对辛基酚醛树脂、聚氧乙烯醚非离子表面活性剂，也用作胶粘剂、添加剂和抗氧剂。2.6-二叔丁基对甲酚（264抗氧剂）主要用作各种石油产品的抗氧化添加剂，某些高分子材料的抗氧化剂、稳定剂，也可作食品加工业的抗氧化剂。
(3)作农药原料。异丁烯氧化可合成农药，如DV菊酯。用DV菊酯可进一步制成氯菊酯和氯氰菊酯。
(4)异丁烯直接氧化生产甲基丙烯酸甲酯（MMA）。甲基丙烯酸甲酯（MMA）是一种重要的有机化工原料，主要用于生产有机玻璃（PMMA）及其模具塑料、高档轿车漆、PVC改性剂（ACR、MBS等）、腈纶第二单体等。
除以上四方面外，以异丁烯为原料可氧化生成异丁烯醛，与醋酸反应生成醋酸丁酯，与甲醛反应生成戊二烯，与硫酸水合制取叔丁醇，异丁烯氯化还可制得b–环氧氯丙烷。
2.1.2价格预测
近年来，国内MTBE产品的发展很快，产品价格趋于稳定，为全面适应全国范围内实施新标准清洁汽油的要求，对MTBE的需求量还会有所增加， 2000年1月至2002年7月MTBE价格走势上扬，平均价格在3000/t元以上,其后价格波动上扬，至2004年以来，含税价一直在4000/t元以上，目前价格已升至6800元/t左右。为了获得最大的经济效益，国内MTBE产品大部分由各炼厂平衡消化，作为调合组份用于生产高辛烷值汽油，市场投入量不大。估计今后几年内，MTBE的价格将保持平稳。
2.2原料供求和价格预测
2.2.1原料供求
原料碳四来自大庆石化公司炼油厂，供应有保障。
原料甲醇国内生产厂家较多，供应有保障。
本项目所有外购原料来源可靠，原料供应有保障。
2.2.2原料价格
根据国内近几年的市场信息和近几年的市场情况，预计混合碳四价格为4500元/t，甲醇价格为2100元/t。
2.2.3原料运输方式
本装置所用原料碳四及甲醇由汽车运入厂区，储存于碳四储罐和甲醇储罐。催化剂由汽车运入厂区。

3 生产规模及产品方案
3.1生产规模
本项目生产规模为年产MTBE产品8×104t，设计年操作时间为8400h，连续生产。
3.2产品方案
本项目的产品为汽油添加组分MTBE，副产品为剩余碳四，详见表3.2-1。
表3.2-1 产品方案一览表
序号
名称
单位
数量
相态
去向
1
MTBE
t/a
80211.6
液态
外售
2
剩余碳四
t/a
301190.4
液态
外售
3
回收甲醇
t/a
5031.6
液态
自用

4 工艺装置技术及设备方案
4.1工艺技术的选择
4.1.1国内外工艺技术概况
4.1.1.1国外技术概况
国外生产MTBE的技术于上世纪七十年代在意大利首先工业化，采用管式反应器进行反应，用共沸蒸馏分离产品。后来，美国、法国等国家的石油公司又相继开发出了固定床外循环式和膨胀床外循环式反应器。八十年代中期，国外开发出了催化蒸馏合成MTBE技术，使合成MTBE技术有了进一步的发展。目前，上述技术均已在世界范围内得到广泛应用。
4.1.1.2国内技术概况
国内从八十年代初期开始独立自主地进行合成MTBE工艺技术的开发，已经成功地开发出固定床外循环式和膨胀床外循环式反应器，共沸蒸馏产品分离，甲醇萃取和甲醇回收的合成MTBE成套技术。八十年代末期又成功地开发出催化蒸馏技术和混相床反应技术。这些技术的研究水平处于国内领先地位，部分已达到国际先进水平。
4.1.2工艺技术比较
MTBE工艺技术从反应机理和使用的核心工艺设备来看主要有：固定床反应技术、膨胀床反应技术、混相反应技术、催化蒸馏反应技术和混相反应蒸馏技术。下面就国内的几种工艺技术进行比较。
4.1.2.1固定床反应技术
采用固定床外循环反应合成MTBE的工艺流程为混合碳四物料中异丁烯与甲醇预热到一定温度后，从顶部进入反应器，在催化剂作用下进行反应。为了控制反应温度，将部分反应后的物料冷却后循环回反应器中生成的产品在共沸蒸馏塔中分离，未反应的甲醇经水萃取后，到甲醇回收塔中回收。该技术的特点是，反应器结构简单，操作灵活，但是催化剂使用效率低，反应热不能利用。
4.1.2.2膨胀床反应技术
采用膨胀床反应合成的工艺流程为混合碳四物料中异丁烯与甲醇以一定比例混合，预热到一定温度后从反应器底部进入反应器，在催化剂作用下进行反应。为 了控制反应温度，反应后的部分物料经冷却后循环至反应器底部。产品在共沸蒸馏塔中分离，未反应的甲醇经水萃取后，到甲醇回收塔回收。该技术的特点是反应器结构简单，催化剂膨胀扰动，有利于反应过程中的传质和传热，从而减少副反应，但是催化剂使用效率低，反应热不能利用。
4.1.2.3混相反应技术
混相床合成MTBE的工艺流程为混合C4物料中异丁烯与甲醇以一定比例混合，预热到一定温度后进入反应器，在催化剂的作用下反应。反应热使反应物料温度升高，当温度升高到操作压力下的泡点时，反应热由部分反应物料气化吸收。该技术的特点是反应器结构简单，利用了反应热，降低了能耗和设备投资。异丁烯转化率为 90%～95%。该工艺的主要特征是合成 MTBE的反应不是在纯液相条件下进行，而是控制较低压力，使反应在相应压力的沸点下进行。控制反应压力可使反应在所需要的温度下进行。反应物料呈气液混相状态，反应热由反应器内混合C4在泡点下气化带走，不用外循环取热。这样就消除了固定床和膨胀床工艺外循环取热稀释反应物浓度及增加逆反应推动力的弊端， 从而大大提高了催化剂的利用率。
4.1.2.4催化蒸馏技术
催化蒸馏技术的特点是将反应和产品分离结合在一台设备中进行，由于反应与分离同时进行，破坏了反应平衡，提高了转化率，缩短了工艺流程，减少了设备投资，利用了反应热，降低了能耗。
在催化蒸馏塔中，将反应产物不断地移出反应区，使反应向着生产MTBE产物的方向进行，因此异丁烯转化率较高；同时反应放出的热量又被蒸馏所利用，有利于节能。如果采用混相反应与催化蒸馏串联的工艺流程，反应热可全部利用。同时还可使异丁烯转化率提高到99%或更高。
4.1.2.5混相床反应蒸馏技术
该技术融合了混相反应技术和催化蒸馏技术的优点。齐鲁石油化工公司研究院开发了混相反应蒸馏（MRD）技术，这是我国独创的合成 MTBE 新技术。MRD塔的反应段包括下部混相反应区和上部催化蒸馏区。反应原料预热到一定温度后，进入下部混相反应区顶部，强制向下流动穿过催化剂床层，并在催化剂的作用下进行反应。反应后物料由底部流出，其气相部分与来自汽提段的气相物料一起，经过气相通道向上流动，穿过催化蒸馏区床层中的气相通道与床层间的分馏塔板。精馏段的液相物料向下流动，穿过催化蒸馏区的催化剂床层与床层之间的分馏塔板。液相物料在催化蒸馏区的催化剂床层中进行醚化反应，气相物料与液相物料在床层间的塔板上进行热质传递。产品经下部汽提段由塔底出装置；未反应的C4 物料和甲醇经上部精馏段由塔顶出装置，进入甲醇回收单元。该技术简化了工艺流程，降低了能耗。
4.1.3工艺技术路线选择
本装置拟采用混相床＋催化蒸馏技术，该技术可以提高异丁烯总转化率，节省投资，降低能耗。
该项目选用的催化蒸馏技术可使催化剂不用任何特殊的包装，直接散装入反应段的催化剂床层中，从而使催化剂的装卸操作大为简化，有利于反应，节省投资。该技术经过多套生产装置的实际生产验证，装置运行平稳，技术先进可靠。
4.2工艺概述、流程及消耗定额
4.2.1工艺概述
4.2.1.1工艺规模及年操作时数
MTBE装置的生产规模为年产MTBE产品8万吨，装置按连续生产，年操作8400小时。设计操作弹性60～110%。
4.2.1.2装置组成
本项目的生产单元为MTBE装置，本装置的辅助单元包括油品储运系统、循环水系统、空压机系统、导热油炉系统和生活设施等。
4.2.1.3原料和辅助材料
本装置的原料包括混合碳四及甲醇，其性质见表4.2-1和4.2-2，辅助材料为强酸型大孔阳离子交换树脂催化剂，其规格见表4.2-3。
表4.2-1 混合碳四规格一览表
序号
组分
含量
数值
1
甲烷
%(wt)
0.0370
2
丙烷
%(wt)
0.1426
3
丙烯
%(wt)
0.5150
4
异丁烷
%(wt)
36.3431
5
丁烯-1
%(wt)
12.9437
6
异丁烯
%(wt)
14.5707
7
正丁烷
%(wt)
20.2741
8
反丁烯-2
%(wt)
15.1453
9
异戊烷
%(wt)
0.0150
10
正戊烷
%(wt)
0.0135

合计
%(wt)
100
注：要求控制阳离子含量<2ppm。
表4.2-2 甲醇规格一览表
序号
指标名称
单位
指标数值
1
蒸馏量（64～65℃，101.33kPa）
%
99.80
2
游离碱（以NH3计）
%(wt)
<0.0005
3
游离酸（以CH3COOH计）
%(wt)
<0.002
4
比重D204
g/cm3
0.791～0.792
5
水分
%(wt)
<0.05
6
初馏点（101.33kPa）
℃
>64
7
甲醇纯度
%(wt)
>99.8
8
醛酮含量
%(wt)
<0.01
9
乙醇含量
PPm
<10
10
丙酮含量
PPm
<10

表4.2-3 催化剂质量规格
序号
指标名称
指 标
1
型态
氢型
2
外观
黄色或浅灰色球型颗粒
3
含水量%
48-53
4
交换容量mmol/g（干）
≥4.6
5
湿真密度（20℃）g/ml
1.18-1.28
6
湿视密度g/ml
0.75-0.85
7
平均粒度mm
0.55-0.60
8
粒度范围
<0.3mm ≤1%
>1.2mm ≤2.4%
9
耐磨率%
≥95
10
比表面积m2/g
40-50
11
平均孔半径 A
200-400
12
孔容ml/g
0.35-0.42
13
最高耐热温度℃
120
4.2.1.4产品及副产品
本装置主要产品为MTBE产品，MTBE纯度≥98.2%（重）（扣除C5后）。该产品辛烷值高（MON101，RON117），且调合性能优良，可用作高辛烷值无铅车用汽油的添加组分，又是汽油中所需氧含量的最重要来源。本装置的副产品为未反应C4馏分，可用作民用液化气燃料。本装置产品及副产品规格见表4.2-4和4.2-5。
表4.2-4 MTBE规格一览表
序号
组份名称
单位
规 格
1
MTBE
％
≥98.2
2
碳四
％
≤0.5
3
甲醇
％
≤0.1
4
TBA
％
≤0.5
5
DIB
％
≤0.5
表4.2-5 剩余碳四规格一览表
序号
指标名称
单位
指标数值
1
丙烯
%(wt)
0.5938

丙烷

0.1665
2
异丁烷
%(wt)
42.5283
3
异丁烯
%(wt)
0.1906
4
丁烯-1
%(wt)
15.0407
5
正丁烷
%(wt)
23.6957
6
反丁烯
%(wt)
17.6386
7
水
%(wt)
0.0475
8
二甲醚
%(wt)
0.0432
10
其它
%(wt)
0.0881

合计
%(wt)
100
4.2.2工艺流程说明
4.2.2.1工艺流程简述
（1）原料配制－混相反应
原料混合碳四经罐区混合碳四进料泵送至主装置，与来自甲醇原料泵加压后的甲醇按一定比例混合，进入保护反应器过滤掉阳离子和水后，从顶部进入醚化反应器进行反应。在醚化反应器中绝大部分的异丁烯与甲醇反应生成MTBE。
（2）催化蒸馏
醚化反应后的物料由反应器底部流出，经产品换热器与MTBE换热后进入催化蒸馏塔下塔（催化蒸馏塔分为两塔）。MTBE产品由催化蒸馏塔下塔底部自压流出与醚化反应后的物料换热后，再经产品冷却器冷却至40℃后出装置进入罐区储存；醚后碳四及甲醇从催化蒸馏塔下塔的顶部馏出，进入催化蒸馏塔上塔与来自保护反应器的甲醇在催化蒸馏塔上塔内再进一步反应，使在反应器内未转化完的异丁烯充分反应，催化蒸馏塔上塔顶部出来的剩余碳四经塔顶冷凝器冷凝后进入碳四回流罐，再由碳四回流泵从碳四回流罐抽出后分成两路，一部分作为回流返回催化蒸馏塔上塔塔顶，另一部分去甲醇水洗塔，催化蒸馏塔下塔底部热量由再沸器提供。
（3）甲醇回收
进入水洗塔下部的醚后碳四和甲醇与来自装置外的软化水在萃取塔内逆向接触，使醚后碳四中的甲醇溶于萃取水中。脱除甲醇后的剩余碳四从水洗塔顶部溢出流入剩余碳四罐，然后由剩余碳四泵送出装置。
水洗塔底部的富含甲醇的水溶液经甲醇回收塔进出料换热器与萃取洗涤水换热后，自压流入甲醇回收塔。甲醇回收塔底部的萃取水经甲醇回收塔进出料换热器与来自甲醇回收塔底部的甲醇水溶液换热后，经甲醇水洗塔进料泵加压，再经萃取水冷却器冷却后作为吸收剂返回水洗塔循环使用。甲醇由甲醇回收塔顶部馏出，经塔顶冷凝器冷凝后进入甲醇回流罐，再由甲醇回流泵从甲醇回流罐抽出后分成两路，一部分作为回流返回甲醇回收塔顶，另一部分作为回收的甲醇送回到甲醇原料罐，甲醇回收塔底部热量由再沸器提供。
工艺流程图见附图-4、5。
4.2.2.2主要操作条件
表4.2-6 主要设备操作条件表
序号
项 目
单位
数值
1
反应器
进料醇/烯比（分子）

1.0-1.05
入口压力（表）
MPa
0.8-1.0
入口/出口温度
℃
35/68
2
催化蒸馏塔
上塔
顶/塔底压力（表）
MPa
0.65/0.7
塔顶/塔底温度
℃
59/65
回流比

0.8-1.0
3
催化蒸馏塔
下塔
顶/塔底压力（表）

0.7/0.75
塔顶/塔底温度
℃
65/139
灵敏板温度
℃
70-72
4
甲醇水洗塔
塔顶压力（表）
MPa
0.6-0.65
5
甲醇回收塔
塔顶/塔底压力（表）
MPa
0.2-0.25
塔顶/塔底温度
℃
90/139
进料温度
℃
80
回流比

8-10
4.2.2.3关键控制方案
本装置主要控制方案为：原料甲醇和混合碳四中的异丁烯为比例控制，塔顶为压力控制，回流为流量控制，塔底为液位控制。
4.2.3物料平衡
本装置的物料平衡见表4.2-7。
表4.2-7 MTBE装置物料平衡表
序号
物料名称
kg/h
t/a
收率%

入方

1
混合C4
42000
352800
91.221
2
甲醇
4040
33936
8.775
3
软化水
2
16.8
0.004
4
合计
46042
386752.8
100

出方

1
MTBE
9549
80211.6
20.740
2
未反应C4
35856
301190.4
77.877
3
循环甲醇
599
5031.6
1.301
4
损失
38
319.2
0.083
5
合计
46042
386752.8
100
4.2.4装置消耗定额
1）循环水消耗
表4.2-8 循环水耗量表
用水部位
循环水用量 t/h
温度℃
入/出
正常
最大
MTBE冷却器
25
33
30/40
催化蒸馏塔冷凝器
627
816
30/40
剩余C4冷却器
26
33
30/40
萃取水冷却器
78
101
30/40
甲醇回收塔冷凝器
192
250
30/40
机泵冷却用水
1
3
30/40
小计
951
1236

2）软化水消耗
表4.2-9 软化水耗量表
用水部位
软化水用量 t/h
备注
萃取塔补水
2
间断
合计
2

3）新水消耗
表4.2-10 新水耗量表
用水部位
水用量 t/h
备注
生活用水
2
间断
开工冲洗
20
间断
合计
22

4）电消耗
表4.2-11 电用量表
设备编号
设备名称
设备台数
轴功率kw
电机功率
kw
备注
操作
备用
501-P-1001A/B
催化蒸馏塔中间泵
1
1
44.3
55

501-P-1002A/B
催化蒸馏塔回流泵
1
1
66.9
75

501-P-1003A/B
甲醇水洗塔进料泵
1
1　
10
15

501-P-1004A/B
甲醇回收塔回流泵
1
1
7.2
15

501-P-1005A/B
剩余碳四输送泵
1
1　
25.8
37

501-P-1006
开停工泵
1

9.8
15

照明

26
20

合计

190

5）净化风消耗
表4.2-12 净化风耗量表
序号
使用地点或用途
净化风Nm3/h
备注
正常用量
最大用量
0.6MPa(g)
1
仪表
60
120

合计
60
120

5）氮气消耗
表4.2-13 氮气耗量表
序号
使用地点或用途
正常用量 Nm3/h
最大用量Nm3/h
备注
1
停工吹扫

480

合计

480

4.2.5综合能耗
本装置的综合能耗见表4.2-14。
表4.2-14 综合能耗表
装置名称：8万t/aMTBE装置
产品量：
9.549
t/h
序号
项 目
小时耗量
燃料低热值或能耗指标
总能耗
kw
单位能耗
MJ/t
单位
耗量
单位
耗量
1
电
kW
134.05
MJ/kWh
10.89
405.50
152.88
2
水

0.00

循环水
t/h
951.68
MJ/t
4.19
1107.65
417.59

软化水
t/h
0.0020
MJ/t
10.47
0.01
0.00

污水
t/h
1.00
MJ/t
46.05
12.79
4.82
3
热交换

0.00

中高温位热量
kw
9274.23

9274.23
3496.41
4
气体

0.00

净化压缩空气
m3n/h
60.00
MJ/m3n
1.59
26.50
9.99
5
合 计

10826.68
4081.69

4.2.5工艺安装方案
4.2.5.1设备布置方案
MTBE装置平面布置采用流程式布置与同类设备布置相对集中相结合的原则，在满足生产要求和安全防火、防爆的前提下，尽量减少装置占地，以节省投资，保证装置的安全可靠性和必要的操作、检修空间。具体设备平面布置图见附图-3。
4.2.5.2工艺安装
1)工艺管道
(1)工艺管道管径
充分考虑管道直径、压降、阀门规格和管道布置的关系，合理选择工艺管道直径。
(2)管道设计原则
管道器材按《石油化工企业管道设计器材选用通则》（SH3059-2001）的要求进行选用。
管道尺寸选用《石油化工企业钢管尺寸系列》（SH3405）标准系列产品。
2)主要工作量
工艺管道安装部分工程量：
（1）钢管 70.6吨
（2）阀门 360个
（3）保温材料 80米3
4.2.6设计中采用的主要标准及规范
《炼油化工建设项目可行性研究报告编制规定》 中国石油天然气股份有限公司
（2002试用版）
国家计委、经贸委、建设部印发《关于固定资产投资工程项目可行性研究报告“节能篇（章）”编制及评估的规定》的通知 计交能[1997] 2542号
《石油化工企业设计防火规范》 GB50160-2008
《工业金属管道设计规范》（2008年版） GB50316-2000
《建筑设计防火规范》