CN113952904B - 一种mtbe生产系统的改造及开车方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了MTBE生产系统的改造及开车方法，包括以下步骤，S1：对MTBE生产系统进行改造；在醚后碳四输送泵与再生碳四进装置和碳四‑甲醇混合器连接管线之间加装第一跨线；在醚后碳四输送泵与碳四原料罐之间加装第二跨线；在催化蒸馏塔上加装不合格品回炼流程；S2：甲醇萃取塔与甲醇回收塔之间的热循环系统开车；S3：醚后碳四输送泵与再生碳四进装置和碳四‑甲醇混合器连接管线之间的第一跨线流程开车；S4：醚后碳四输送泵与碳四原料罐之间的第二跨线开车；S5：催化蒸馏塔不合格品回炼流程开车；S6：醚化反应器开车，引原料进装置。本发明能够解决反应系统中浸泡、淋洗催化剂产生的多余甲醇回收问题，产出合格的MTBE产品，达到短时间开车成功的目的。

Description

一种MTBE生产系统的改造及开车方法

技术领域

本发明涉及MTBE生产装置技术领域，尤其涉及一种MTBE生产系统的改造及开车方法。

背景技术

甲基叔丁基醚，英文缩写为MTBE(methyl tert-butyl ether)，熔点-109℃，沸点55.2℃，MTBE具有较高的辛烷值和较低的蒸气压，他不仅可以提高汽油的辛烷值，而且可以减少蒸汽排放物；同时又由于MTBE分子中含有氧分子，有助于燃料完全燃烧，减少汽车废气中的烃类和一氧化碳排放量，保护环境，因此，MTBE是生产无铅高辛烷值汽油的理想调和组分；此外，MTBE可用作化学试剂、反应溶剂等。

现有的MTBE生产系统如附图1所示，包括再生碳四进装置1、混合碳四进装置2和新鲜甲醇进装置3，所述混合碳四进装置2与碳四原料罐6的进口连接，所述新鲜甲醇进装置3与甲醇原料罐7的进口连接，所述碳四原料罐6和所述甲醇原料罐7的出口均与醚化反应器8的进口连接，所述醚化反应器8和所述再生碳四进装置1的出口均与碳四-甲醇混合器9的进口连接；所述碳四-甲醇混合器 9的出口与产品换热器10的进口连接，所述产品换热器10的出口连接有两路管线，其中一路管线与催化蒸馏塔连接，另一条管线通过产品冷却器16与MTBE 产品出装置5连接；所述催化蒸馏塔的出口与甲醇萃取塔17的进口连接，所述甲醇萃取塔17的出口通过两路管线分别连接至甲醇回收塔18和醚后碳四缓冲罐 19，所述醚后碳四缓冲罐19通过醚后碳四输送泵20与醚后碳四出装置4连接；该生产系统在生产MTBE时只能采用正常开车工艺，从原料部分→反应部分→催化蒸馏部分→甲醇回收部分，容易造成反应床层飞温、超温超压、减少催化剂的使用寿命、开车产出次品多、装置物料能耗大、经济效益低下等问题。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明旨在提供一种MTBE生产系统的改造及开车方法，能够解决反应系统中浸泡、淋洗催化剂产生的多余甲醇回收问题，产出合格的MTBE产品，达到短时间开车成功的目的。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种MTBE生产系统的改造及开车方法，其特征在于：包括以下步骤，

S1：对MTBE生产系统进行改造；

在醚后碳四输送泵与再生碳四进装置和碳四-甲醇混合器连接管线之间加装第一跨线；

在醚后碳四输送泵与碳四原料罐之间加装第二跨线；

在催化蒸馏塔上加装不合格品回炼流程；

S2：甲醇萃取塔与甲醇回收塔之间的热循环系统开车；

S3：醚后碳四输送泵与再生碳四进装置和碳四-甲醇混合器连接管线之间的第一跨线流程开车；

S4：醚后碳四输送泵与碳四原料罐之间的第二跨线开车；

S5：催化蒸馏塔不合格品回炼流程开车；

S6：醚化反应器开车，引原料进装置。

2、根据权利要求1所述的一种MTBE生产系统的改造及开车方法，其特征在于：改造后的MTBE生产系统包括再生碳四进装置、混合碳四进装置和新鲜甲醇进装置，所述混合碳四进装置与碳四原料罐的进口连接，所述新鲜甲醇进装置与甲醇原料罐的进口连接，所述碳四原料罐和所述甲醇原料罐的出口均与醚化反应器的进口连接，所述醚化反应器和所述再生碳四进装置的出口均与碳四-甲醇混合器的进口连接；所述碳四-甲醇混合器的出口与产品换热器的进口连接，所述产品换热器的出口连接有两路管线，其中一路管线与催化蒸馏塔连接，另一条管线通过产品冷却器与MTBE产品出装置连接；所述催化蒸馏塔的出口与甲醇萃取塔的进口连接，所述甲醇萃取塔的出口通过两路管线分别连接至甲醇回收塔和醚后碳四缓冲罐，所述醚后碳四缓冲罐通过醚后碳四输送泵与醚后碳四出装置连接；

所述醚后碳四输送泵与所述再生碳四进装置和所述碳四-甲醇混合器的连接管线之间设有第一跨线；所述醚后碳四输送泵与所述碳四原料罐之间设有第二跨线；所述催化蒸馏塔上连接有不合格品回炼流程。

进一步的，所述催化蒸馏塔包括催化蒸馏塔下塔和催化蒸馏塔上塔，所述产品换热器与所述催化蒸馏塔下塔连接，所述催化蒸馏塔下塔的塔顶与所述催化蒸馏塔上塔连接，所述催化蒸馏塔上塔的塔底通过催化蒸馏塔中间泵再接入所述催化蒸馏塔下塔；

所述催化蒸馏塔下塔的塔底设有催化蒸馏塔下塔再沸器，且所述催化蒸馏塔下塔的塔底还连接有两路管线，第一路管线连入所述产品换热器，第二路管线连接停工抽出泵；

所述不合格品回炼流程包括设在所述产品换热器与所述产品冷却器连接管线之间的第三跨线，所述第三跨线的一端与所述产品换热器与所述产品冷却器的连接管线连通，所述第三跨线的另一端连接有两路管线，其中一路管线与所述停工抽出泵的进口连接，另一路管线直接与所述停工抽出泵的出口管线连通，所述停工抽出泵的出口管线也通过所述催化蒸馏塔中间泵接入所述催化蒸馏塔下塔。

进一步的，所述催化蒸馏塔上塔的塔顶通过剩余碳四冷却器与所述甲醇萃取塔连接，所述甲醇萃取塔与所述甲醇回收塔之间依次连接有萃取水过滤器、萃取水净化器和萃取水换热器；

所述甲醇回收塔的塔顶与甲醇回收塔回流罐连接，且所述甲醇回收塔与所述甲醇回收塔回流罐之间依次设有甲醇回收塔空冷器和甲醇回收塔冷凝器；所述甲醇回收塔回流罐通过甲醇回收塔回流泵分别与甲醇回收塔和甲醇原料罐连接；

所述甲醇回收塔的塔底设有甲醇回收塔再沸器，所述甲醇回收塔的塔底还与所述萃取水换热器的进口连接；所述萃取水换热器的出口连接有萃取塔进水泵，所述萃取塔进水泵与所述甲醇萃取塔连接，且所述萃取塔进水泵与所述甲醇萃取塔之间设有萃取水冷却器。

进一步的，所述改造后的MTBE生产系统还包括废液罐，所述废液罐通过废液输送泵与所述萃取水换热器的进口连接。

进一步的，步骤S2的具体操作包括以下步骤，

S201：打通萃取塔进水泵至甲醇萃取塔之间的流程，引除盐水至萃取塔进水泵入口，经萃取塔进水泵打入甲醇萃取塔；

S202：当甲醇萃取塔界面计有液位后，手动控制甲醇萃取塔液位，保持液面高度在扩大段50％；导通甲醇萃取塔至甲醇回收塔的流程，向甲醇萃取塔引氮气充压至0.6MPa，向甲醇回收塔进水，保持甲醇萃取塔液位及压力；

S203：设定甲醇回收塔压力为0.2MpaG，甲醇回收塔冷凝器进循环水，投用甲醇回收塔冷凝器，当甲醇回收塔底液面达到60％时，启动甲醇回收塔再沸器进蒸气加热，加热速度为20℃/小时，将塔底温度升至130℃，从塔顶排放不凝气体；

S204：当甲醇回收塔底温为130℃，液位高于1/2时，停止除盐水进装置，此时用萃取塔进水泵抽甲醇回收塔塔底水经萃取水换热器及萃取水冷却器后进甲醇萃取塔，进行循环；

S205：启动废液输送泵抽取废液罐中含水甲醇，增压、计量后向甲醇回收塔进料；甲醇回收塔回流罐液位上升，当甲醇回收塔回流罐液位达2/3时，启动甲醇回收塔回流泵向甲醇回收塔塔顶打回流，回流量由小到大；当甲醇回收塔塔釜液面上升到2/3～4/5时，停止进料，停废液输送泵；

S206：当甲醇回收塔塔顶甲醇纯度达99％时，导通甲醇回收塔回流罐至甲醇原料罐之间的管线，将甲醇送至甲醇原料罐。

进一步的，步骤S3的具体操作包括以下步骤，

S301：异丁烷经储运罐区进入改造后的MTBE生产系统，打通界区至产品换热器流程，产品换热器开车投入使用；

S302：异丁烷经混合碳四进装置和产品换热器进入催化蒸馏塔下塔的上部，催化蒸馏塔下塔开始升温，催化蒸馏塔下塔再沸器开车投入使用，以20℃/h速度升温；

S303：打通催化蒸馏塔上塔顶部出料至甲醇萃取塔，以及甲醇萃取塔与醚后碳四缓冲罐和甲醇回收塔之间的流程；

S304：开启催化蒸馏塔上塔与甲醇萃取塔之间的剩余碳四冷却器循环水，导通甲醇回收塔回流泵至剩余碳四冷却器流程，甲醇萃取塔开始进料，压力升至 0.6Mpa，打开甲醇萃取塔塔顶调节阀，醚后碳四缓冲罐进料至50％以上液位，脱水，储运罐区停止进料，导通醚后碳四输送泵与再生碳四进装置和碳四-甲醇混合器连接管线之间的第一跨线，从而使得醚后碳四缓冲罐至产品换热器流程导通，实现醚后碳四缓冲罐→产品换热器→催化蒸馏塔→甲醇萃取塔→醚后碳四缓冲罐自循环，异丁烷通过该自循环系统进行循环，在该过程中将催化蒸馏塔中淋洗催化剂产生的多余甲醇带至甲醇回收塔中进行回收；

S305：待催化蒸馏塔回流罐中甲醇含量化验数据≤5％时，停止产品换热器向催化蒸馏塔中进料，催化蒸馏系统进行闭路循环。

本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明的改进之处在于，

1、本发明的MTBE生产系统在现有MTBE生产系统的基础上，在醚后碳四输送泵与再生碳四进装置和碳四-甲醇混合器的连接管线之间设有第一跨线，可以带走催化蒸馏塔中淋洗催化剂产生的多余甲醇，进入甲醇回收系统进行分离回收，降低开车过程中甲醇回收系统的负荷。

2、本发明的MTBE生产系统在现有MTBE生产系统的基础上，在醚后碳四输送泵与碳四原料罐之间设有第二跨线，可以带走反应系统中浸泡催化剂产生的多余甲醇，进入甲醇回收系统进行分离回收，降低开车过程中甲醇回收系统负荷。

3、本发明的MTBE生产系统在现有MTBE生产系统的基础上，在催化蒸馏塔上连接有不合格品回炼流程，将催化蒸馏塔下塔产出的不合格产品送回到催化蒸馏塔内经过再生碳四调整再次进行轻重组分分离，回炼产出合格产品。

4、本发明的MTBE生产系统在操作时与现有的MTBE生产系统操作流程不同，将原有的原料部分→反应部分→催化蒸馏部分→甲醇回收部分正常开车工艺调整为倒开车工艺，在投料之前先让甲醇萃取塔和甲醇回收塔循环起来，然后通过第一跨线带走催化蒸馏塔中淋洗催化剂产生的多余甲醇，通过第二跨线带走反应系统中浸泡催化剂产生的多余甲醇，降低开车过程中甲醇回收系统负荷，最后再将醚化反应器开车，引原料进装置，全MTBE流程贯通，外送合格MTBE产品，改进后的倒开车工艺不会造成醚化反应器床层飞温，保护催化剂长寿命使用，精确控制甲醇回收系统回收甲醇纯度，排放合格污水，系统一次性产出合格MTBE产品，催化蒸馏塔下塔自循环24小时，达到塔底MTBE产品合格的要求；该工艺使得醚化反应更彻底，催化蒸馏塔分离效果更完全，从而达到短时间开车成功的目的。

附图说明

图1为现有的MTBE生产系统。

图2为本发明中的MTBE生产系统。

图3为本发明第一跨线与再生碳四进装置、碳四—甲醇混合器之间连接关系示意图。

图4为本发明醚后碳四输送泵与碳四原料罐之间连接关系示意图。

图5为本发明不合格品回炼流程连接关系示意图。

图6为本发明甲醇萃取塔与甲醇回收塔和醚后碳四缓冲罐之间连接关系示意图。

图7为本发明实施例中第一步开车后甲醇含量随时间变化曲线图。

图8为本发明实施例中第四步开车后甲醇质量分数％(m/m)随时间变化曲线图。

图9为本发明实施例中第四步开车后碳八——MTBE含量随时间变化曲线图。

其中：1-再生碳四进装置，2-混合碳四进装置，3-新鲜甲醇进装置，4-醚后碳四出装置，5-MTBE产品出装置，6-碳四原料罐，7-甲醇原料罐，8-醚化反应器， 9-碳四—甲醇混合器，10-产品换热器，11-催化蒸馏塔下塔，12-催化蒸馏塔上塔， 13-停工抽出泵，14-催化蒸馏塔下塔再沸器，15-催化蒸馏塔中间泵，16-产品冷却器，17-甲醇萃取塔，18-甲醇回收塔，19-醚后碳四缓冲罐，20-醚后碳四输送泵，21-萃取水过滤器，22-萃取水净化器，23-萃取水换热器，24-萃取塔进水泵， 25-甲醇回收塔再沸器，26-甲醇回收塔回流泵，27-废液罐，28-废液输送泵，29- 甲醇回收塔回流罐，30-甲醇回收塔冷凝器，31-甲醇回收塔空冷器，32-萃取水冷却器，33-剩余碳四冷却器。

具体实施方式

为了使本领域的普通技术人员能更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的描述。

一种MTBE生产系统的改造及开车方法，包括以下步骤，

S1：对MTBE生产系统进行改造；

在醚后碳四输送泵与再生碳四进装置和碳四-甲醇混合器连接管线之间加装第一跨线；

在醚后碳四输送泵与碳四原料罐之间加装第二跨线；

在催化蒸馏塔上加装不合格品回炼流程；

S2：甲醇萃取塔与甲醇回收塔之间的热循环系统开车；

S3：醚后碳四输送泵与再生碳四进装置和碳四-甲醇混合器连接管线之间的第一跨线流程开车；

S4：醚后碳四输送泵与碳四原料罐之间的第二跨线开车；

S5：催化蒸馏塔不合格品回炼流程开车；

S6：醚化反应器开车，引原料进装置。

具体的，步骤S1中对MTBE生产系统进行改造后形成的新的MTBE生产系统包括再生碳四进装置1、混合碳四进装置2和新鲜甲醇进装置3，所述混合碳四进装置2与碳四原料罐6的进口连接，所述新鲜甲醇进装置3与甲醇原料罐7 的进口连接，所述碳四原料罐6和所述甲醇原料罐7的出口均与醚化反应器8的进口连接，所述醚化反应器8和所述再生碳四进装置1的出口均与碳四-甲醇混合器9的进口连接；所述碳四-甲醇混合器9的出口与产品换热器10的进口连接，所述产品换热器10的出口连接有两路管线，其中一路管线与催化蒸馏塔连接，另一条管线通过产品冷却器16与MTBE产品出装置5连接；

所述催化蒸馏塔包括催化蒸馏塔下塔11和催化蒸馏塔上塔12，所述产品换热器10与所述催化蒸馏塔下塔11连接，所述催化蒸馏塔下塔11的塔顶与所述催化蒸馏塔上塔12连接，所述催化蒸馏塔上塔12的塔顶通过剩余碳四冷却器33 与甲醇萃取塔17的进口连接，所述甲醇萃取塔17的出口通过两路管线分别连接至甲醇回收塔18和醚后碳四缓冲罐19，所述醚后碳四缓冲罐19通过醚后碳四输送泵20与醚后碳四出装置4连接；

所述催化蒸馏塔上塔12的塔底通过催化蒸馏塔中间泵15再接入所述催化蒸馏塔下塔11；所述催化蒸馏塔下塔11的塔底设有催化蒸馏塔下塔再沸器14，且所述催化蒸馏塔下塔11的塔底还连接有两路管线，第一路管线连入所述产品换热器10，第二路管线连接停工抽出泵13；

进一步的，为了降低开车过程中甲醇回收系统负荷，在所述醚后碳四输送泵 20与所述再生碳四进装置1和所述碳四-甲醇混合器9的连接管线之间设有第一跨线，从而带走催化蒸馏塔中淋洗催化剂产生的多余甲醇，进入甲醇回收系统进行分离回收，降低开车过程中甲醇回收系统负荷。

进一步的，为了进一步的降低开车过程中甲醇回收系统负荷，在所述醚后碳四输送泵20与所述碳四原料罐6之间设置第二跨线，从而带走醚化反应器8中浸泡催化剂产生的多余甲醇，进入甲醇回收系统进行分离回收。

进一步的，为了减少不合格产品的产出，在所述催化蒸馏塔上连接有不合格品回炼流程。具体的，所述不合格品回炼流程包括设在所述产品换热器10与所述产品冷却器16连接管线之间的第三跨线，所述第三跨线的一端与所述产品换热器10与所述产品冷却器16的连接管线连通，所述第三跨线的另一端连接有两路管线，其中一路管线与所述停工抽出泵13的进口连接，另一路管线直接与所述停工抽出泵13的出口管线连通，所述停工抽出泵13的出口管线也通过所述催化蒸馏塔中间泵15接入所述催化蒸馏塔下塔11。

进一步的，所述甲醇萃取塔17与所述甲醇回收塔18之间设有热循环系统，所述热循环系统包括所述甲醇萃取塔17与所述甲醇回收塔18之间依次连接的萃取水过滤器21、萃取水净化器22和萃取水换热器23；

所述甲醇回收塔18的塔顶与甲醇回收塔回流罐29连接，且所述甲醇回收塔 18与所述甲醇回收塔回流罐29之间依次设有甲醇回收塔空冷器31和甲醇回收塔冷凝器30；所述甲醇回收塔回流罐29通过甲醇回收塔回流泵26分别与甲醇回收塔18和甲醇原料罐7连接；

所述甲醇回收塔18的塔底设有甲醇回收塔再沸器25，所述甲醇回收塔18 的塔底还与所述萃取水换热器23的进口连接；所述萃取水换热器23的出口连接有萃取塔进水泵24，所述萃取塔进水泵24与所述甲醇萃取塔17连接，且所述萃取塔进水泵24与所述甲醇萃取塔17之间设有萃取水冷却器32，所述萃取塔进水泵24还用于向所述甲醇萃取塔17中泵入除盐水。

进一步的，所述MTBE生产系统还包括废液罐27，所述废液罐27通过废液输送泵28与所述萃取水换热器23的进口连接。

需要说明的是，每条管路上均设有与其相应的控制手阀。

进一步的，利用步骤S1中改造后的MTBE生产系统生产MTBE时采用倒开车工艺，具体包括以下步骤：

S2：甲醇萃取塔17与甲醇回收塔18之间的热循环系统开车

为了能使系统顺利开车，并回收浸泡催化剂所用的甲醇，甲醇萃取塔、甲醇回收塔必须在投料前先循环起来。

①打通萃取塔进水泵24至甲醇萃取塔17之间的流程，引除盐水至萃取塔进水泵24入口，经萃取塔进水泵24打入甲醇萃取塔17。

②当甲醇萃取塔17界面计有液位后，手动控制甲醇萃取塔17液位，保持液面高度在扩大段50％；导通甲醇萃取塔17至甲醇回收塔18的流程，向甲醇萃取塔17引氮气充压至0.6MPa，向甲醇回收塔18进水，保持甲醇萃取塔17液位及压力。

③设定甲醇回收塔18适当压力0.2MpaG，甲醇回收塔冷凝器30进循环水，投用甲醇回收塔冷凝器30，当甲醇回收塔18底液面达到60％时，启动甲醇回收塔再沸器25进蒸气加热，加热速度为20℃/小时，慢慢将塔底温度升至130℃，注意从塔顶排放不凝气体。

④当甲醇回收塔18底温为130℃，液位高于1/2时，停止除盐水进装置，此时用萃取塔进水泵24抽甲醇回收塔18塔底水经萃取水换热器23及萃取水冷却器32后进甲醇萃取塔17，进行循环。

⑤启动废液输送泵28抽取废液罐27中含水甲醇，增压、计量后向甲醇回收塔18进料。甲醇回收塔回流罐29液位上升，当甲醇回收塔回流罐29液位达2/3 时，启动甲醇回收塔回流泵26向甲醇回收塔18塔顶打回流，回流量由小到大。当甲醇回收塔18塔釜液面上升到2/3～4/5时，停止进料，停废液输送泵28。此时注意适当增加蒸汽量，回流量由小增大，增大到正常回流量为止；调整加热蒸汽量和回流量的关系，使回流量加大到需要值，实行全回流操作，使甲醇回收塔 18塔釜和甲醇回收塔回流罐29液位都在1/2左右。

⑥当甲醇回收塔18塔顶甲醇纯度达99％时，导通循环甲醇线，也即甲醇回收塔回流罐29至甲醇原料罐7之间的管线，此时，甲醇回收塔18塔顶甲醇经过甲醇回收塔空冷器31、甲醇回收塔冷凝器30、甲醇回收塔回流罐29和甲醇回收塔回流泵26进入甲醇原料罐7，整个甲醇回收系统导通；控制好甲醇回收塔回流罐29液位，将甲醇送至甲醇原料罐7。若甲醇原料罐7液位过高，可通过与甲醇原料罐7连接的甲醇原料泵将甲醇送回储运罐区(该部分不视为本发明 MTBE生产系统的保护范围)。甲醇回收塔18塔底水达不到排放标准严禁排放，达标后由萃取塔进水泵24出口萃取水采样器SN-108(图中为示出)取样分析，当甲醇回收塔18塔釜水中甲醇含量小于0.1％时为达标，甲醇回收塔18塔底排至水干净。当甲醇回收塔18塔底产品(萃取水)合格后启动废液输送泵28连续给甲醇回收塔18进料，同时，甲醇回收塔18底部液位较高时取样合格可以适当排水至50％。

S3：醚后碳四输送泵20与再生碳四进装置1和碳四-甲醇混合器9连接管线之间的第一跨线流程开车

为了让催化蒸馏塔顺利开车，各项工艺指标尽快达到生产要求，因此从储运罐区引进异丁烷，进入再生碳四进装置1，通过自循环带走催化蒸馏系统淋洗催化剂产生的多余甲醇，以此来减轻正常开车时甲醇回收系统负荷，具体流程如下：

①异丁烷经储运罐区进入MTBE生产系统，具体为进入再生碳四进装置1，打通界区至产品换热器10流程，产品换热器10开车投入使用。所述界区包括再生碳四进装置1，混合碳四进装置2，新鲜甲醇进装置3，醚后碳四出装置4， MTBE产品出装置5，如附图2中A部分所示，界区顾名思义也就是边界，是作为一套完整的生产装置，完成一个完整的工艺系统，相对于其它相关联的装置的定义边界，界区内具体有该生产装置所有的相关进出物料总管线以及进出料总管线控制阀。

②异丁烷经混合碳四进装置2和产品换热器10进入催化蒸馏塔下塔11的上部，催化蒸馏塔下塔11开始升温，催化蒸馏塔下塔再沸器14开车投入使用，以 20℃/h速度升温。

③打通催化蒸馏塔上塔12顶部出料至甲醇萃取塔17，以及甲醇萃取塔17 与醚后碳四缓冲罐19和甲醇回收塔18之间的流程，从而实现甲醇萃取塔17与醚后碳四出装置4和整个甲醇回收系统之间的导通。

④开启催化蒸馏塔上塔12与甲醇萃取塔17之间的剩余碳四冷却器33循环水，导通甲醇回收塔回流泵26至剩余碳四冷却器33流程，甲醇萃取塔17开始进料，压力升至0.6Mpa，打开甲醇萃取塔17塔顶调节阀，醚后碳四缓冲罐19 进料至50％以上液位，脱水，储运罐区停止进料，导通醚后碳四输送泵20与再生碳四进装置1和碳四-甲醇混合器9连接管线之间的第一跨线，从而使得醚后碳四缓冲罐19至产品换热器10流程导通，实现醚后碳四缓冲罐19→产品换热器 10→催化蒸馏塔→甲醇萃取塔17→醚后碳四缓冲罐19自循环，异丁烷通过该自循环系统进行循环，在该过程中，催化蒸馏塔中淋洗催化剂产生的多余甲醇随着物料异丁烷进入甲醇萃取塔17，异丁烷(惰性碳四)从甲醇萃取塔17的塔顶溜出，催化蒸馏塔中淋洗催化剂产生的多余甲醇被甲醇萃取塔17中的萃取水萃取后从塔底进行到甲醇回收塔18中进行回收；由于该操作步骤是在正式开车之前进行的，因此，在正式开车之前，已经将催化蒸馏塔中淋洗催化剂产生的多余甲醇从催化蒸馏塔17中带走，从而降低了正式开车过程中甲醇回收系统负荷。

待催化蒸馏塔回流罐(图中未示出)中甲醇含量化验数据≤5％时，停止产品换热器10向催化蒸馏塔中进料，催化蒸馏系统(催化蒸馏塔和催化蒸馏塔回流罐)进行闭路循环。

S4：醚后碳四输送泵20与碳四原料罐6之间的第二跨线开车

此步骤是为了带走醚化反应器中浸泡催化剂产生的多余甲醇，从储运罐区引入异丁烷，通过混合碳四进装置2进入碳四原料罐6，具体流程如下：

将醚后碳四缓冲罐19与碳四原料罐6通过第二跨线连接起来，从而使醚后碳四缓冲罐19中的异丁烷(不反应的惰性碳四)进入醚化反应器8中，实现碳四原料罐6→醚化反应器8→催化蒸馏系统→甲醇萃取塔17→醚后碳四缓冲罐19 →碳四原料罐6形成一个循环，来带走醚化反应器8中浸泡催化剂产生的多余甲醇，进入甲醇回收系统进行分离回收，降低开车过程中甲醇回收系统负荷。

具体的，醚化反应器8中浸泡催化剂产生的多余甲醇随着物料异丁烷进入甲醇萃取塔17，异丁烷(惰性碳四)从甲醇萃取塔17的塔顶溜出，醚化反应器8 中浸泡催化剂产生的多余甲醇被甲醇萃取塔17中的萃取水萃取后从塔底进行到甲醇回收塔18中进行回收；由于该步骤的开车作业是位于第二步之后的，在第二步时催化蒸馏塔中淋洗催化剂产生的多余甲醇已经被全部带入甲醇回收塔18 中进行回收了，因此，该步骤中进入甲醇回收塔18中的甲醇只有醚化反应器8 中浸泡催化剂产生的多余甲醇，第二步开车和第三步开车的先后顺序是基于醚化反应器8和产品换热器10的位置关系进行设定的，在第二步开车时物料是未经过醚化反应器8的，因此第二步开车先带走催化蒸馏塔中淋洗催化剂产生的多余甲醇，第三步开车再带走醚化反应器8中浸泡催化剂产生的多余甲醇，两个步骤先后进行，降低了甲醇回收系统的负荷；而且由于该步骤(第三步)操作也是在正式开车之前进行的，因此，在正式开车之前，已经将醚化反应器8中浸泡催化剂产生的多余甲醇从催化蒸馏塔17中带走，从而降低了正式开车过程中甲醇回收系统负荷。

待醚化反应器8中甲醇含量化验数据≤5％时，停止从罐区向醚化反应器8 中进料，停止碳四原料罐6→醚化反应器8→催化蒸馏系统→甲醇萃取塔17→醚后碳四缓冲罐19→碳四原料罐6大循环。

需要说明的是，在开车前，醚化反应器8的反应床层以及催化蒸馏塔的反应段床层上均安装有催化剂。

S5：催化蒸馏塔不合格品回炼流程开车

催化蒸馏塔下塔11为提馏段，采用浮阀塔盘，主要分离MTBE、甲醇、碳四等，催化蒸馏塔上塔12为反应段和精馏段，反应段装有醚化树脂催化剂。

不合格品回炼流程为间断性进料，引进部分反应产物(不合格产品)，进行轻重组分离，将催化蒸馏塔下塔11塔底的不合格MTBE产品重新打入催化蒸馏塔内再次进行轻重组分分离，直至产品合格(MTBE纯度≥98.5％)，送往罐区合格罐储存，同时在催化蒸馏塔内部形成气液相共存的特殊状态，以此来保证后续连续性进料反应产物的合格率，具体流程如下：

催化蒸馏塔下塔11→产品换热器10→停工抽出泵13→催化蒸馏塔中间泵15 →催化蒸馏塔下塔11。

S6：醚化反应器开车，引原料进装置

此步骤为最后一个开车步骤，也即正式开车，此前的步骤S2-S5均为正式开车前的准备工作，利用改造后的MTBE生产系统正式开车时负荷为65％，具体流程如下：

①第一外循环冷却器、第二外循环冷却器投入使用。反应部分与分馏系统之间只留一个切断阀，其余流程均应打通，做好碳四原料进装置，MTBE产品处装置5及醚后碳四出装置5的外送流程，需要说明的是，该步骤中的第一外循环冷却器、第二外循环冷却器均为现有MTBE生产系统中的设备，该操作步骤也为现有MTBE生产系统正常开车的常规操作，因此，本申请中不做赘述，附图中也未示出。

②当整个MTBE生产系统具备开车条件后，通知罐区启动罐区碳四原料泵向碳四原料罐6中进原料碳四，通知罐区启动罐区甲醇原料泵向甲醇原料罐7中进甲醇原料，当碳四原料罐6和甲醇原料罐7液位达1/2～2/3时，醚化反应器8 具备投料开车条件。醚化反应器8包括第一醚化反应器、第二醚化反应器和第三醚化反应器，且第一醚化反应器、第二醚化反应器和第三醚化反应器依次连接。

③第一醚化反应器进碳四前，先将其出口阀门关闭。启动甲醇进料泵通过甲醇净化器向第一醚化反应器进料，10～15分钟后启动碳四进料泵向第一醚化反应器进碳四。甲醇和碳四两种物料在混合器中混合后，经原料预热器向第一醚化反应器冷进料，进物料后，从放空阀排氮气，见烃后关闭。当系统压力升至0.5MPa，微开安全阀副线排氮气，当气相线结霜或冒汗时，说明液体已充满第一醚化反应器，及时关闭安全阀副线阀门。随着C4、甲醇物料的进入，床层温度可能有升高现象，如果是冷进料，则不会发生超温现象。

④第一醚化反应器内充满物料后，停止C4原料泵和甲醇原料泵并关闭泵出口阀，停止向第一醚化反应器进料。启动第一醚化反应器的外循环系统，启动第一外循环泵，让第一醚化反应器反应后物料经过第一外循环冷却、第一外循环泵计量、增压，并经过混合器然后进到第一醚化反应器中，外循环比2～4。循环时间约4小时，采样分析。如果反应器出口物料中的异丁烯含量约20％时，可以向第二醚化反应器出料；如果异丁烯转化率小于50％，需继续循环。取样分析时，还需注意甲醇的含量，甲醇量如果过量，视为正常，如果不过量，应该增加甲醇量。为了避免催化剂床层超温，控制反应器压力。

⑤当第一醚化反应器反应物料合格后，向第二醚化反应器进料。第二醚化反应器进料过程中保持第一醚化反应器的循环系统正常运行。第二醚化反应器开始进料时，启动C4原料泵和甲醇原料泵向第一醚化反应器继续进料。当第二醚化反应器充满物料后，第一醚化反应器就同时停止进新鲜物料，关闭第一醚化反应器至第二醚化反应器底部出料阀，打开第二醚化反应器的外循环系统。启动第二外循环泵，物料经第二外循环冷却冷却、第二外循环泵增压、计量，经混合器进到第二醚化反应器中，外循环比1～2。循环2～4小时后，分析第二醚化反应器出口物料中的异丁烯含量。当异丁烯转化率大于85％时，认为合格，可以向第三醚化反应器进料。

⑥第三醚化反应器为绝热床，出口设压力自动控制。此时，第一醚化反应器、第二醚化反应器可以连续进料、出料，保持操作条件不变。当第三醚化反应器出口异丁烯转化率大于92％，认为是合格的，可以向塔T-101B进料。同时，第一、第二、第三醚化反应器都改为正常进料、出料。

⑦C4和甲醇的进料量为额定量的65％左右。同时进料预热器启用。第三醚化反应器出口管线上设有压力控制阀，保持操作压力不变。

根据化验结果，调整各项工艺参数，平稳操作，确保产品质量合格，各系统操作平稳后，各调控仪表逐步投入自动。连续性进料，至此，MTBE全流程已贯通，外送合格MTBE产品。此处需要说明的是，该操作步骤以及第一醚化反应器、第二醚化反应器和第三醚化反应器内部的循环以及三个醚化反应器之间的进出料方式采用的均是现有MTBE生产系统的方法，第一醚化反应器、第二醚化反应器和第三醚化反应器的具体连接方式在本申请中的MTBE生产系统中未示出。

实施例：

本单位自2020年对现有的MTBE生产系统进行改造，改造后形成本申请中的MTBE生产系统，本申请中将2021年一次系统开车的具体情况作为实施例进行说明，2021年3月22日开车第一步骤，第一步骤开车后回收甲醇的数据如下表1所示，甲醇含量随时间变化曲线图如附图7所示。

表1甲醇含量随时间变化(3月22日开车化验数据)

3月23日，催化蒸馏塔不合格品回炼流程开车，开车回炼MTBE产品数据如下表2所示，甲醇含量随时间变化曲线图如附图8所示，碳八-MTBE含量随时间变化曲线图如附图9所示。

表2 MTBE产品含量随时间变化(3月23日-3月24日开车化验数据)

3月24日醚化反应器开车，MTBE全流程贯通后MTBE产品含量随时间变化情况如下表3所示。

表3 MTBE产品含量随时间变化(3月24日-3月25日开车化验数据)

结合上表1-3，以及说明书附图7-9可以看出，使用本申请中的MTBE生产系统正式开车后即可产生合格产品，而之前的生产系统生产出合适产品需要正式开车后24小时才可以。

所产生的的经济效益：市场价MTBE 5900～6000元/吨，往年出次品16～17 吨/小时，则往年损失经济效益为16x5900x24＝2265600元，也就是说，使用本申请中的MTBE生产系统较现有的MTBE生产系统来说，每次装置开工都可以带来将近300万元的经济效益。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种MTBE生产系统的改造及开车方法，所述MTBE生产系统包括再生碳四进装置（1）、混合碳四进装置（2）和新鲜甲醇进装置（3），所述混合碳四进装置（2）与碳四原料罐（6）的进口连接，所述新鲜甲醇进装置（3）与甲醇原料罐（7）的进口连接，所述碳四原料罐（6）和所述甲醇原料罐（7）的出口均与醚化反应器（8）的进口连接，所述醚化反应器（8）和所述再生碳四进装置（1）的出口均与碳四-甲醇混合器（9）的进口连接；所述碳四-甲醇混合器（9）的出口与产品换热器（10）的进口连接，所述产品换热器（10）的出口连接有两路管线，其中一路管线与催化蒸馏塔连接，另一条管线通过产品冷却器（16）与MTBE产品出装置（5）连接；所述催化蒸馏塔的出口与甲醇萃取塔（17）的进口连接，所述甲醇萃取塔（17）的出口通过两路管线分别连接至甲醇回收塔（18）和醚后碳四缓冲罐（19），所述醚后碳四缓冲罐（19）通过醚后碳四输送泵（20）与醚后碳四出装置（4）连接；其特征在于：

所述MTBE生产系统的改造及开车方法包括以下步骤，

S1：对MTBE生产系统进行改造；

在醚后碳四出装置（4）与再生碳四进装置（1）和碳四-甲醇混合器（9）连接管线之间加装第一跨线；

在醚后碳四出装置（4）与碳四原料罐（6）之间加装第二跨线；

在催化蒸馏塔上加装不合格品回炼流程；

S2：甲醇萃取塔（17）与甲醇回收塔（18）之间的热循环系统开车；

S3：醚后碳四出装置（4）与再生碳四进装置（1）和碳四-甲醇混合器（9）连接管线之间的第一跨线流程开车；

S4：醚后碳四出装置（4）与碳四原料罐（6）之间的第二跨线开车；

S5：催化蒸馏塔不合格品回炼流程开车；

S6：醚化反应器（8）开车，引原料进装置；

改造后的MTBE生产系统还包括：所述醚后碳四出装置（4）与所述再生碳四进装置（1）和所述碳四-甲醇混合器（9）的连接管线之间设有第一跨线；所述醚后碳四出装置（4）与所述碳四原料罐（6）之间设有第二跨线；所述催化蒸馏塔上连接有不合格品回炼流程；

所述催化蒸馏塔包括催化蒸馏塔下塔（11）和催化蒸馏塔上塔（12），所述产品换热器（10）与所述催化蒸馏塔下塔（11）连接，所述催化蒸馏塔下塔（11）的塔顶与所述催化蒸馏塔上塔（12）连接，所述催化蒸馏塔上塔（12）的塔底通过催化蒸馏塔中间泵（15）再接入所述催化蒸馏塔下塔（11）；

所述催化蒸馏塔下塔（11）的塔底设有催化蒸馏塔下塔再沸器（14），且所述催化蒸馏塔下塔（11）的塔底还连接有两路管线，第一路管线连入所述产品换热器（10），第二路管线连接停工抽出泵（13）；

所述不合格品回炼流程包括设在所述产品换热器（10）与所述产品冷却器（16）连接管线之间的第三跨线，所述第三跨线的一端与所述产品换热器（10）与所述产品冷却器（16）的连接管线连通，所述第三跨线的另一端连接有两路管线，其中一路管线与所述停工抽出泵（13）的进口连接，另一路管线直接与所述停工抽出泵（13）的出口管线连通，所述停工抽出泵（13）的出口管线也通过所述催化蒸馏塔中间泵（15）接入所述催化蒸馏塔下塔（11）。

2.根据权利要求1所述的一种MTBE生产系统的改造及开车方法，其特征在于：所述催化蒸馏塔上塔（12）的塔顶通过剩余碳四冷却器（33）与所述甲醇萃取塔（17）连接，所述甲醇萃取塔（17）与所述甲醇回收塔（18）之间依次连接有萃取水过滤器（21）、萃取水净化器（22）和萃取水换热器（23）；

所述甲醇回收塔（18）的塔顶与甲醇回收塔回流罐（29）连接，且所述甲醇回收塔（18）与所述甲醇回收塔回流罐（29）之间依次设有甲醇回收塔空冷器（31）和甲醇回收塔冷凝器（30）；所述甲醇回收塔回流罐（29）通过甲醇回收塔回流泵（26）分别与甲醇回收塔（18）和甲醇原料罐（7）连接；

所述甲醇回收塔（18）的塔底设有甲醇回收塔再沸器（25），所述甲醇回收塔（18）的塔底还与所述萃取水换热器（23）的进口连接；所述萃取水换热器（23）的出口连接有萃取塔进水泵（24），所述萃取塔进水泵（24）与所述甲醇萃取塔（17）连接，且所述萃取塔进水泵（24）与所述甲醇萃取塔（17）之间设有萃取水冷却器（32）。

3.根据权利要求2所述的一种MTBE生产系统的改造及开车方法，其特征在于：改造后的MTBE生产系统还包括废液罐（27），所述废液罐（27）通过废液输送泵（28）与所述萃取水换热器（23）的进口连接。

4.根据权利要求3所述的一种MTBE生产系统的改造及开车方法，其特征在于，步骤S2的具体操作包括以下步骤，

S201：打通萃取塔进水泵（24）至甲醇萃取塔（17）之间的流程，引除盐水至萃取塔进水泵（24）入口，经萃取塔进水泵（24）打入甲醇萃取塔（17）；

S202：当甲醇萃取塔（17）界面计有液位后，手动控制甲醇萃取塔（17）液位；导通甲醇萃取塔（17）至甲醇回收塔（18）的流程，向甲醇萃取塔（17）引氮气充压至0.6 MPa，向甲醇回收塔（18）进水，保持甲醇萃取塔（17）液位及压力；

S203：设定甲醇回收塔（18）压力为0.2 MPa，甲醇回收塔冷凝器（30）进循环水，投用甲醇回收塔冷凝器（30），当甲醇回收塔（18）液面达到60%时，启动甲醇回收塔再沸器（25）进蒸汽加热，加热速度为20℃/h，将塔底温度升至130℃，从塔顶排放不凝气体；

S204：当甲醇回收塔（18）底温为130℃，液位高于1/2时，停止除盐水进装置，此时用萃取塔进水泵（24）抽甲醇回收塔（18）塔底水经萃取水换热器（23）及萃取水冷却器（32）后进甲醇萃取塔（17），进行循环；

S205：启动废液输送泵（28）抽取废液罐（27）中含水甲醇，增压、计量后向甲醇回收塔（18）进料；甲醇回收塔回流罐（29）液位上升，当甲醇回收塔回流罐（29）液位达2/3时，启动甲醇回收塔回流泵（26）向甲醇回收塔（18）塔顶打回流，回流量由小到大；当甲醇回收塔（18）塔釜液面上升到2/3～4/5时，停止进料，停废液输送泵（28）；

S206：当甲醇回收塔（18）塔顶甲醇纯度达99％时，导通甲醇回收塔回流罐（29）至甲醇原料罐（7）之间的管线，将甲醇送至甲醇原料罐（7）。

5.根据权利要求4所述的一种MTBE生产系统的改造及开车方法，其特征在于，步骤S3的具体操作包括以下步骤，

S301：异丁烷经储运罐区进入改造后的MTBE生产系统，打通界区至产品换热器（10）流程，产品换热器（10）开车投入使用；

S302：异丁烷经混合碳四进装置（2）和产品换热器（10）进入催化蒸馏塔下塔（11）的上部，催化蒸馏塔下塔（11）开始升温，催化蒸馏塔下塔再沸器（14）开车投入使用，以20℃/h速度升温；

S303：打通催化蒸馏塔上塔（12）顶部出料至甲醇萃取塔（17），以及甲醇萃取塔（17）与醚后碳四缓冲罐（19）和甲醇回收塔（18）之间的流程；

S304：开启催化蒸馏塔上塔（12）与甲醇萃取塔（17）之间的剩余碳四冷却器（33）循环水，导通甲醇回收塔回流泵（26）至剩余碳四冷却器（33）流程，甲醇萃取塔（17）开始进料，压力升至0.6 MPa，打开甲醇萃取塔（17）塔顶调节阀，醚后碳四缓冲罐（19）进料至50％以上液位，脱水，储运罐区停止进料，导通醚后碳四输送泵（20）与再生碳四进装置（1）和碳四-甲醇混合器（9）连接管线之间的第一跨线，从而使得醚后碳四缓冲罐（19）至产品换热器（10）流程导通，实现醚后碳四缓冲罐（19）→产品换热器（10）→催化蒸馏塔→甲醇萃取塔（17）→醚后碳四缓冲罐（19）自循环，异丁烷通过该自循环系统进行循环，在该过程中将催化蒸馏塔中淋洗催化剂产生的多余甲醇带至甲醇回收塔（18）中进行回收；

S305：待催化蒸馏塔回流罐中甲醇含量化验数据≤5%时，停止产品换热器（10）向催化蒸馏塔中进料，催化蒸馏系统进行闭路循环。

Images