CN221207963U - 一种碳四深加工生产mtbe的生产系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种碳四深加工生产MTBE的生产系统，包括依次设置的碳四原料预处理单元、丁烷异构化单元、异构DIB塔、脱氢单元、MTBE单元,碳四原料预处理单元的出口与丁烷异构化单元的入口连通，丁烷异构化单元的出口与异构DIB塔的入口连通，异构DIB塔的正丁烷出口和丁烷异构化单元的进料入口连通，异构DIB塔的顶部出口与脱氢单元的入口连通，脱氢单元的底部出口与MTBE单元的入口连通。该碳四深加工生产MTBE的生产系统根据混合丁烷中正异丁烷比例的不同，优化DIB塔和异构化单元的进料顺序，最大限度的降低了能耗，节约了运行成本。

Description

一种碳四深加工生产MTBE的生产系统

技术领域

本实用新型属于化工技术领域，尤其是涉及一种碳四深加工生产MTBE的生产系统。

背景技术

当前运行的成熟工艺以混合丁烷为原料经过碳四原料预处理单元除去烯烃等杂质，精制碳四首先进入异构DIB塔分离，异构DIB塔顶的异丁烷进入脱氢单元，侧线采出纯度较高的正丁烷进入丁烷异构单元，异构化后的混合丁烷返回至异构DIB塔中继续分离正丁烷、异丁烷。脱氢单元的脱氢碳四作为合成MTBE的原料，进入MTBE单元生产MTBE产品，产生的副产品醚后碳四经ORU单元除氧和CSP单元加氢后返回异丁烷脱氢单元，现有技术中采用的传统的原料预处理、丁烷异构化、脱氢工艺、ORU、CSP生产用于MTBE合成的原料异丁烯，存在工艺流程复杂、固定投资成本高、能耗大的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种碳四深加工生产MTBE的生产系统，能够节能降耗，简化工艺流程，降低操作费用，提高经济效益。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种碳四深加工生产MTBE的生产系统,包括依次设置的碳四原料预处理单元、丁烷异构化单元、异构DIB塔、脱氢单元、MTBE单元，碳四原料预处理单元的出口与丁烷异构化单元的入口连通，丁烷异构化单元的出口与异构DIB塔的入口连通，异构DIB塔的正丁烷出口与丁烷异构化单元的进料入口连通，异构DIB塔的顶部出口与脱氢单元的入口连通，脱氢单元的底部出口与MTBE单元的入口连通。

进一步的，所述脱氢单元外部还设有PSA提氢单元，PSA提氢单元的入口与脱氢单元的顶部出口连通，PSA提氢单元的出口与碳四原料预处理单元的氢气入口连通。

进一步的，所述PSA提氢单元的出口还与丁烷异构化单元的氢气入口连通。

进一步的，还包括ORU单元、CSP单元、脱氢DIB塔，ORU单元的入口与MTBE单元的副产品出口连通，ORU单元的再生剂出口与MTBE单元的原料入口连通，ORU单元的顶部出料口与CSP单元的入口连通，CSP单元的出口与脱氢DIB塔的入口连通，脱氢DIB塔的出口与脱氢单元的进料入口连通。

进一步的，所述还包括醚后异丁烷加氢精制单元，醚后异丁烷加氢精制单元的进口与MTBE单元的副产品出口连通，醚后异丁烷加氢精制单元的出口与异构DIB塔的上部进口连通。

进一步的，所述异构DIB塔上设置有热泵精馏单元，热泵精馏单元设置在异构DIB塔上。

进一步的，所述还包括加热炉和氢循环系统，加热炉用于原料预处理的加氢精制单元与醚后碳四加氢精制单元加热，氢循环系统用于原料预处理的加氢精制单元与醚后碳四加氢精制单元加氢。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种碳四深加工生产MTBE的生产系统,具有以下优势：

(1)碳四深加工生产MTBE的生产系统根据原料碳四中正异丁烷比例，优化异构化单元和DIB塔的进料顺序，正丁烷含量≥40％的精制碳四先进入丁烷异构化单元，进行异构化反应，再进入DIB塔分离，与精制碳四先进入DIB塔分离，后进入异构化反应相比，降低蒸汽能耗，从整体上节约运行成本。

(2)一种碳四深加工生产MTBE的生产系统通过醚后碳四精制单元采用加氢精制工艺，代替原有ORU和CSP单元，简化了流程，降低了项目固定投资和运行成本。

(3)一种碳四深加工生产MTBE的生产系统通过异构DIB塔采用热泵精馏单元，节省了大部分塔釜蒸汽消耗，降低了能耗。

(4)将脱氢单元脱氢DIB和异构DIB塔合并为一个塔系，碳四原料预处理单元与醚后碳四加氢精制单元共用加热炉、循环氢系统，节约装置投资。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例一所述的生产系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例二所述的生产系统的结构示意图；

图3为本实用新型实施例三所述的生产系统的结构示意图。

附图标记说明：

1-碳四原料预处理单元；2-丁烷异构化单元；3-异构DIB塔；4-脱氢单元；5-PSA提氢单元；6-MTBE单元；7-ORU单元；8-CSP单元；9-脱氢DIB塔；10-醚后异丁烷加氢精制单元；11-热泵精馏单元。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

实施例一

如图1所示，本发明提供一种碳四深加工生产MTBE的生产系统,包括依次设置的碳四原料预处理单元1、丁烷异构化单元2、异构DIB塔3、脱氢单元4、MTBE单元6,碳四原料预处理单元1的出口与丁烷异构化单元2的入口连通，丁烷异构化单元2的出口与异构DIB塔3的入口连通，异构DIB塔3的正丁烷出口与丁烷异构化单元2的进料入口连通，异构DIB塔3的顶部出口与脱氢单元4的入口连通，脱氢单元4的底部出口与MTBE单元6的入口连通，还包括PSA提氢单元5，PSA提氢单元5的入口与脱氢单元4的顶部出口连通，PSA提氢单元5的出口与碳四原料预处理单元1的氢气入口连通，PSA提氢单元5的出口还与丁烷异构化单元2的氢气入口连通。碳四原料预处理单元1中原料碳四与来自PSA单元5的氢气反应，产生的精制碳四进入丁烷异构化单元2，异构化后产生的混合丁烷进入异构DIB塔3进行分离，分离出的正丁烷返回丁烷异构化单元2，分离出的精制异丁烷从异构DIB塔3顶部进入脱氢单元4，脱氢反应产生的粗氢进入PSA提氢单元5精制，脱氢反应生成的脱氢碳四作为MTBE单元6的原料用于生产MTBE产品。

此外，为使MTBE单元6的副产品醚后碳四循环使用，还包括ORU单元7、CSP单元8、脱氢DIB塔9，ORU单元7的入口与MTBE单元6的副产品出口连通，ORU单元7的再生剂出口与MTBE单元6的进料入口连通，ORU单元7的顶部出料口与CSP单元8的入口连通，CSP单元8的出口与脱氢DIB塔9的入口连通，脱氢DIB塔9的出口与脱氢单元4的原料入口连通。MTBE单元的副产品醚后碳四先后进入ORU单元7除氧、CSP单元8加氢精制后，再进入脱氢DIB塔9分离异丁烷后进入脱氢单元4，ORU单元的入口与MTBE单元的副产品出口连通，醚后碳四进入ORU单元7除氧后形成的循环再生剂返回到MTBE单元6中，回收使用。

按照此系统的路线，以42.5万吨脱氢(以脱氢生成的异丁烯计)装置为例，其项目公用工程消耗见下表1：

当碳四原料预处理产品的精制碳四中正丁烷含量不低于40％时，采用精制碳四先进入丁烷异构化再进入DIB塔的方案更经济。以碳四原料预处理产品的正丁烷含量为75％为例，实施例一相比现有技术可节约蒸汽22t/h，催化剂的用量需增加6t。催化剂价格约50万/吨，寿命按8年计。实施例一相比对比例降低操作成本5280万元/年，催化剂投资增加约300万元/8年，合计每年节约成本约5242.5万元。

实施例二

如图2示出了本发明的第二种实施方式的结构，与图1所示的系统相比采用醚后异丁烷加氢精制单元代替ORU单元7和CSP单元8，取消脱氢DIB塔9，加氢后的醚后异丁烷返回原异构DIB塔3合并成一个DIB塔，醚后异丁烷加氢精制单元10的进口与MTBE单元6的副产品出口连通，醚后异丁烷加氢精制单元10的出口与异构DIB塔3的上部进口连通，MTBE单元的副产品醚后碳四进入醚后异丁烷加氢精制单元10加氢精制，然后进入DIB塔3分离。由于实施例二在实施例一的基础上增加一套醚后碳四加氢装置的同时减少了CSP单元和ORU单元两套装置，实施例二中由原来的两座DIB塔减至一座DIB塔，与此同时，实施例一中减少了CSP装置和ORU装置的消耗，在此基础上增加了醚后碳四加氢精制单元的消耗，DIB塔的消耗略微增加，但综合能耗实施例一较对比例能耗有所降低。

按照此系统的路线，以42.5万吨脱氢(以脱氢生成的异丁烯计)装置为例，其项目公用工程消耗见下表2：

公用工程的价格蒸汽按照300元/t，电0.8元/KW.h，循环水0.2元/t，锅炉给水12元/t，燃料气4元/Nm³计算，公用工程的成本为77397.4元/h，总设备投资60016万元。实施例二较实施例一综合能耗每年降低约5744万元。

实施例三

作为本发明的第三种实施方式是在如图2所示在异构DIB塔3上设置有热泵精馏单元11，通过将DIB塔采用热泵精馏技术，充分利用DIB塔顶的热量用于底部再沸器的热源，热量充分利用，极大减少了塔底再沸器热源蒸汽的消耗量。其余部分与实施例二一致。

按照此系统的路线，以42.5万吨脱氢(以脱氢生成的异丁烯计)装置为例，实施例3的公用工程消耗表见下表3：

公用工程的价格蒸汽按照300元/t，电0.8元/kW.h，循环水0.2元/t，锅炉给水12元/t，燃料气4元/Nm³。

与实施例2相比，运行成本降低12640元/h，按年操作时间8000小时计，每年能运行节约成本约10112万元。设备总投资增加1600万元，设备使用年限按15年考虑，年节约成本约10005万元。

实施例四

更进一步的，在第三种实施例三的基础上将加热炉用于原料预处理的加氢精制单元与醚后碳四加氢精制单元加热，氢循环系统用于原料预处理的加氢精制单元与醚后碳四加氢精制单元加氢，其余部分与实施例三一致。以42.5万吨脱氢(以脱氢生成的异丁烯计)装置为例，碳四原料预处理和醚后碳四精制单元投资较实施例三节省约15％。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种碳四深加工生产MTBE的生产系统，其特征在于，包括依次设置的碳四原料预处理单元(1)、丁烷异构化单元(2)、异构DIB塔(3)、脱氢单元(4)、MTBE单元(6)，碳四原料预处理单元(1)的出口与丁烷异构化单元(2)的入口连通，丁烷异构化单元(2)的出口与异构DIB塔(3)的入口连通，异构DIB塔(3)的正丁烷出口与丁烷异构化单元(2)的进料入口连通，异构DIB塔(3)的出口与脱氢单元(4)的入口连通，脱氢单元(4)的出口与MTBE单元(6)的入口连通。

2.根据权利要求1所述的碳四深加工生产MTBE的生产系统，其特征在于：还包括PSA提氢单元(5)，PSA提氢单元(5)的入口与脱氢单元(4)的出口连通，PSA提氢单元(5)的出口与碳四原料预处理单元(1)的氢气入口连通。

3.根据权利要求2所述的碳四深加工生产MTBE的生产系统，其特征在于：所述PSA提氢单元(5)的出口还与丁烷异构化单元(2)的氢气入口连通。

4.根据权利要求1所述的碳四深加工生产MTBE的生产系统，其特征在于：还包括ORU单元(7)、CSP单元(8)、脱氢DIB塔(9)，ORU单元(7)的入口与MTBE单元(6)的副产品出口连通，ORU单元(7)的再生剂出口与MTBE单元(6)的原料入口连通，ORU单元(7)的顶部出料口与CSP单元(8)的入口连通，CSP单元(8)的出口与脱氢DIB塔(9)的入口连通，脱氢DIB塔(9)的出口与脱氢单元(4)的进料入口连通。

5.根据权利要求1所述的碳四深加工生产MTBE的生产系统，其特征在于：还包括醚后异丁烷加氢精制单元(10)，醚后异丁烷加氢精制单元(10)的进口与MTBE单元(6)的副产品出口连通，醚后异丁烷加氢精制单元(10)的出口与异构DIB塔(3)的上部入口连通。

6.根据权利要求5所述的碳四深加工生产MTBE的生产系统，其特征在于：还包括热泵精馏单元(11)，所述热泵精馏单元(11)设置在异构DIB塔(3)上。

7.根据权利要求6所述的碳四深加工生产MTBE的生产系统，其特征在于：还包括加热炉和氢循环系统，加热炉和氢循环系统用于原料预处理单元与醚后碳四精制单元加热和加氢。