工艺方案
（2）MTBE 部分
C4 馏分中的异丁烯和工业甲醇，以大孔强酸性离子交换 树脂为催化剂，在温 度 35～75℃，压力 0.7～1.25MPaG 操作条件下合成甲基叔丁基醚(简称 MTBE)。反 应方程如下：
CH3 │ C＝CH2 + CH3－OH ↔ │ CH3
CH3 │ CH3－C－O － CH3 │ CH3
工艺方案
混合 C4 原料先经过选择性加氢去除原料 中的二烯烃和炔烃组分；然后通过 MTBE 单 元去除 C4 中的异丁烯组分；最后，通过精 密分馏从未反应 C4 组分中分离 出丁烯-1 产 品。 （1）选择性加氢部分
由于来自 MTO 装置的 C4 原料中含有一 定量的二烯烃和炔烃组分，会影响到丁 烯-1 产品的指标，因此需要先通过选择性加氢过 程去除。由于选择性加氢部分工 艺包专利商
混合 C4 Temperature Pressure MPag Mass Flow Mass Frac
C2H6 C2H4 C3H6 C3H8 I-C4H10 I-C4H8 N-C4H8 N-C4H10 T-C4H8 C-C4H8 I-C5H12 C5H10 (2-Methyl-1-Butene) 1,3-Butadiene 含氧化合物 Oxygenates （主要为 DME） H2O Total
工艺方案
根据中天合创鄂尔多斯煤炭深加工示范项目提出的原料组 成和对产品规格、 产量的要求，碳四选择性加氢部分采用两 段加氢反应器。
MTBE 合成部分选用绝热反应器+催化蒸馏工艺路线。 丁烯-1 部分主要由脱异丁烷塔和丁烯-1 精馏塔两个塔系组 成。由于理论板数 多，实际塔很高，因此每个塔系又分为两 座塔串联操作，主要通过超精密分馏方法得到满足纯度要求 的丁烯-1 产品。
100
原料规格
甲醇
项目
优等品
一等品 合格品
色度，Hazen 单位(铂-钴色号)
≤
5
10
密度，ρ20/（g/cm3）
0.791～0.792
0.791～0.793
沸程*(0℃，101.3kPa)/℃
≤
0.8
1
1.5
高锰酸钾试验/min
≥
50
30
20
水混溶性试验
通过实验（1+3）通过实验（1+9） -
水，w/％
装置概况
公用工程界区条件
1） 装置生产及照明用电由变电站供给。 2） 装置内循环冷水、循环热水、低压锅炉 给水 II、生产给水、除盐水、生 活给水、消 防水均有压力送入装置或排出装置。 3） 装置用中压和低压氮气由系统供应。 4） 工厂空气由全厂系统管网供给，供服务 点及开停工及检修用。 5） 仪表空气由全厂 系统管网供给。 6） 装置用 0.45MPaG 蒸汽、1.3MPaG 蒸汽
催化蒸馏的另一功能是蒸馏，即起产品分离的作用。甲醇 和剩余 C4 所形成的 低沸点共沸物从催化蒸馏塔顶馏出， MTBE 产品则从塔底分出。
工艺方案
催化蒸馏塔顶馏出物中的甲醇采用萃取及蒸馏的方法加以 分离回收。由于甲 醇在 C4 馏分和水中溶解度差别很大，故 可将 C4 和甲醇的共沸物先经水洗，使其 中所含甲醇为水所 萃取。萃取甲醇后的萃取液是含有微量烃类的甲醇水溶液， 该 水溶液借助蒸馏可实现甲醇和水的分离。塔顶得到的甲醇 可循环使用，塔底基本 不含甲醇的水则用作萃取甲醇的溶剂。
200-400
12
孔容 ml/g
0.35-.42
13 最高耐热温度℃
120
公用工程消耗指标
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12 13
指标名称 循环水 除盐水 仪表空气 工厂空气 低压氮气 中压氮气 电 380V
220V 1.3MPa 中低压蒸汽 0.45MPa 低压蒸汽
凝结水 低压锅炉给水 II
所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。 采用催化蒸馏技术具 有工艺流程短、投资省、能耗低及催化剂使用寿命长的特点。 它能保证异丁烯转化率达 99.6％以上，产品 MTBE 纯度大 于 98％。
工艺方案
48-52
4
交换容量 mmol/g （干）
≥5.2
5
湿真密度（20℃） g/ml
1.18-1.28
6 湿视密度 g/ml
0.70-.80
7 平均粒度 mm
0.55-.60
8
粒度范围<0.3mm 粒度范围>1.2mm
≤1% ≤2.4%
9
耐磨率%
≥95
10 比表面积 m2/g
40-50
11 平均孔半径 A
装置生产的甲基叔丁基醚（MTBE）产品由于其辛烷值很 高，所以是生产无铅、含氧和高辛烷值汽油的理想组分。丁 烯-1 产品是乙烯重要的共聚单体，可满足中天合创鄂尔多斯 煤化工项目聚乙烯装置的要求。剩余 C4 组分送往 OCC 装 置。
装置处理能力按年开工时数 8000 小时计算。MTBE/丁烯1 装置公称规模为1万吨/年 MTBE/3 万吨/年丁烯-1，装置实 际进料量为混合碳四 16.04 万吨/年。
备注 3 年用量 3 年用量 3 年用量
催化剂消耗
序号 名 称
型号或规格 平均年用 一次装入 更换周期 （干基） 量(t) 量(t) （年）
1 醚化反应器 离子交换树脂 0.94
0.94
1
2 催化蒸馏塔 离子交换树脂 1.16
3.49
3
3 甲醇净化器 离子交换树脂 0.14
规格 99.3 ≯0.3 ≯0.2 ≯120 ≯0.05 ≯0.3 ≤5 ≤5 ≤30 ≤1 ≤5 ≤5 ≤1 ≤5
加氢催化剂规格
一段选 择加氢 催化剂
二段选 择加氢 催化剂
项目 外观 规格 破碎强度 堆密度 钯含量 寿命 外观 规格 破碎强度 堆密度 钯含量 寿命
单位 灰褐色球状
mm N/颗 Kg/m3 %(m/m)
中天合创鄂尔多斯煤炭深加工示范项目
1/3 万吨/年 MTBE/丁烯-1 装置 培训课件
2013.11
主要内容
• 装置概况 • 工艺方案及物料平衡 • 原料、产品、催化剂规格 • 公用工程、催化剂、三废排放指标 • 工艺流程及主要操作条件 • 设备概况
装置概况
1/3 万吨/年 MTBE/丁烯-1 装置为中天合创鄂尔多斯煤化 工项目烯烃区的一部分。本装置的建设，以满足生产聚烯烃 产品的需要。本装置采用的是中国石油化工科技开发有限公 司（ST）的专利技术。
≤
0.1
0.15
0.2
酸(以 HCOOH 计)，w/％
≤
0.0015
0.003
0.005
碱(以 NH3计)，w/％
≤
0.0002
0.0008 0.0015
羰基化合物(以 HCHO 计)，w/％
≤
0.002
0.005
0.01
蒸发残渣，w/％
≤
0.001
0.003
0.005
硫酸洗涤试验，Hazen 单位(铂-钴色号) ≤
工艺方案
催化蒸馏是将醚化反应与蒸馏过程在同—设备中同时进行 的工艺技术。在醚 化反应后，残余的异丁烯在催化蒸馏塔的 反应段继续反应，生成的 MTBE 随时不断 被分离，从而使 合成 MTBE 的反应持续向深度进行。因此，催化蒸馏可以实 现异丁 烯的深度转化。
此外在催化蒸馏塔中的反应段所进行的合成 MTBE 的反 应是在物料沸点温度下进行的，只要该塔的压力控制稳定， 反应温度则基本恒定，不会造成催化剂的过热。
年 灰褐色球状
mm N/颗 Kg/m3 %(m/m)
年
指标
Ф2.0～5.0 40
650±30 0.26～0.28 ≥3 (正常使用情况下)
Ф2.0～4.0 40
650±30 0.20～0.26 ≥3 (正常使用情况下)
MTBE催化剂规格
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%
（3）丁烯-1 部分 丁烯-1 部分主要由脱异丁烷塔和丁烯-1 精馏塔两个塔系
组成。由于理论板数 多，实际塔很高，因此每个塔系又分为 两座塔串联操作，本品。
物料平衡
入方 出方
组分 混合碳四
氢气 甲醇 合计 MTBE 产品 丁烯-1 剩余 C4 燃料气 损失 ToTal
装置概况
原料、产品、副产品用（产）量及储运条件
名称
类型
万吨/年
用途、储运条件
混合碳四 原料
16.04 管道由 MTO 装置或罐区来
甲醇
原料
0.41
罐车输入
MTBE
产品
1.16
管道去罐区
丁烯-1
产品
3.12
管道去罐区
剩余 C4 副产品
12.04
管道去罐区
燃料气 副产品
0.16
管道去燃料气管网
装置概况
外送
装置能耗 99387MJ/h，折合 2374kg 标油/h。
催化剂消耗
序号
名称
首次装 首次装入 入量 量(t)
1
一段选择性加 氢催化剂
3.45m3
2.25
2
二段选择性加 氢催化剂
3.45m3
2.25
3
保护剂 1.60m3 1.05
正常消耗量 (kg/t C4)
0.0047
0.0047 0.0021
上述反应发生于液相中，反应为可逆放热反应。
工艺方案
除上述主反应外，在反应条 件下尚存在下述副反应： 原料中所含水分与异丁烯反应，生成叔丁醇(TBA)；异丁 烯自聚生成低聚物(DIB)；甲醇缩合生成二甲醚(DME)，正丁 烯与甲醇生成甲基仲丁基醚（MSBE）。反应条件选择适当 及限制原料中的含水量，可有效控制副反应物的生成。叔丁 醇、MSBE 及异丁烯的低聚物也有较高的辛烷值，可随同 MTBE 调入汽油。合成甲基叔丁 基醚的主反应选择性很高， 副反应生成物有限。C4 馏分中除异丁烯之外的组分在反应 条件下视为惰性物质。