Файл: Определения, обозначения и сокращения.docx

2 Технологическая часть

1. Выбор и обоснование технологической схемы производства

Научно-производственное предприятие «Ярсинтез» разработало промышленный способ получения МТБЭ. Многообразие опытных и опытно-промышленных реакторов и реакционно-ректификационного оборудования представлено ниже:

1. 
   прямоточные реакторы трубчатого типа, в межтрубном пространстве которых подается охлаждающая вода;
   
2. 
   прямоточные реакторы, где тепло снимается в результате испарения доли реакционной массы;
   
3. 
   реактора «каталитической дистилляции» с реакционными секциями, наполненными слоями катализатора;
   
4. 
   проточные реакторы, где тепло снимается посредством межреакторного теплосъема, а также с внешней рециркуляцией охлаждаемого потока по «петлевому» типу, и другие.
   

Катализаторами выступают две марки – Пьюролайт и КУ-2ФПП. Они разработаны также в «Ярсинтез».

Рассматриваемая установка состоит из трех видов реакторов. Первый – реактор предварительной фильтрации шихты и синтеза МТБЭ (адиабатического типа). Второй – трубчатый изотермический аппарат, где также синтезируется МТБЭ. Третий реакционно-ректификационный аппарат получения МТБЭ и ректификации продуктов.

2. Характеристика сырья и готовой продукции

Характеристика готовой продукции представлена в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Характеристика готовой продукции

Техническое наименование продукта в соответствии с нормативно-технической документацией.	Наименование государственного или отраслевого стандарта, технических условий, стандарта предприятия, в соответствии с требованиями которых выпускается продукция, с перечислением технических требований	Основные свойства и качество выпускаемой продукции	Норма	Область применения. Сведения о регистрации паспортов безопасности (ПБ) веществ
Метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ)	ТУ38.103704-90 с изм.1 - 8	1. Внешний вид 2. Массовая доля метил-трет-бутилового эфира, %, не менее 3. Массовая доля спиртов (метанола и третбутанола), %,не более 4. Массовая доля углеводородов С4 и С8, %, не более 5. Массовая доля влаги, %, не более 6. Механические примеси Примечание: Массовая доля всех компонентов по показателям 2,3,4 приведена без учета углеводородов С5	Прозрачная жидкость Марка А Марка Б код ОКП код ОКП 24 3419 24 3419 1101 09 1102 08 98,0 96,0 1,5 2,5 1,5 1,5 0,10 0,10 отсутств. отсутств.	Высокоокта-новый компонент автомобиль-ных бензинов. Паспорт безопасности РПБ № 12484782.24.20712 от 18.03.2009 г.

---

Характеристика сырья представлена в таблице 2.2.

Таблица 2.2. – Характеристика сырья

Наименование сырья, материалов, полупродуктов	Государственный или отраслевой стандарт, СТП, технические условия, регламент или методика на подготовку сырья	Показатели по стандарту, обязательные для проверки	Регламентируемые показатели	Область применения
Изобутан-изобутиленовая фракция из отделения ИФ-3 или со склада БК-8		Массовая доля, % масс.: по проекту - углеводороды С3 0,3 - изобутилен 42,0 - н-бутилены 0,7 - изобутан не нормируется - н-бутан 1,1 - бутадиен 0,1 - углеводороды С5 и выше 0,1 - вода 0,01	не менее 40 не более 0,1 не более 0,05	Сырье для синтеза метил-трет-бутилового эфира

Продолжение таблицы 2.2

Метанол технический марки «А» со склада БК-9

ГОСТ-2222-95

Внешний вид: Массовая доля этилового спирта, %, не более Плотность при 20 0С, г/см3 Смешиваемость с водой Предел кипения, 0С Массовая доля воды, %, не более Массовая доля свободных кислот (в пересче-те на муравьиную кислоту), %, не более Массовая доля альдегидов и кетонов в пересчете на ацетон, %, не более Массовая доля летучих соединений железа в пересчете на железо, %, не более Массовая доля аммиака и аминосоединений в пересчете на аммиак, %, не более Массовая доля хлора, %, не более Массовая доля серы, %, не более Массовая доля нелетучего остатка после испарения, %, не более Удельная электрическая проводимость, Ом/м, не более

Бесцветная прозрачная жидкость без не растворимых примесей 0,01 0,7910,792 Смешивается без следов помутнения и опалес-ценции 64,065,5 0,05 0,0015 0,003 0,00001 0,00001 0,0001 0,0001 0,001 310-5

Сырье для синтеза метил-трет-бутилового эфира

---

3. 1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   18

---

Описание принципиальной технологической схемы

Принципиальная технологическая схема производства МТБЭ представлена на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 – Принципиальная технологическая схема производства МТБЭ:

Р-1,2 – трубчатые реакторы; Р-3 – аппарат реакционно-ректификационный; К-1,2,4 – ректификационные колонны; К-3 – экстракционная колонна;

Е-1-7 – ёмкости; Т-1-10 – теплообменники; И-1-3 – испарители;

КХ-1-4 – конденсаторы–холодильники; Н-1-9 – насосы
Метиловый спирт подается в ёмкость Е-1. Из Е-1 спирт для смешивания с ИИФ перекачивается насосом Н-1 в аппараты трубчатого типа Р-1, Р-2 и в реактор Р-3.

В трубопровод подачи метанола в ёмкость Е-1 также поступает метанол после регенерации от насоса Н-9 узла промывки изобутановой фракции от метилового спирта и отгонки спирта от водной фазы. Помимо этого, на линии метанола предусмотрен трубопровод подачи метилового спирта в реакторы Р-1,2 для отмывки катализатора от серной кислоты после его замены.
Для достижения температуры (40-90°С) начала реакции синтеза, ИИФ поступает в подогреватель Т-1, где происходит нагрев пароконденсатом.

Далее шихта подается в верхнюю часть трубного пространства изотермического реактора Р-1, через трубки, наполненные катализатором, протекает реакция синтеза, в результате чего реакционная смесь разогревается, частично испаряется и после реактора Р-2 направляется в колонну К-1.

Тепло, выделяемое продуктами реакции, снимают циркулирующим по межтрубному пространству аппарата конденсатом с температурой 40-90 °С. Конденсат из емкости Е-3 подается насосом Н-3 в нижнюю часть ректора Р-1.

Два потока пароконденсата их Р-1 и Р-2 объединяются и поступают в межтрубное пространство холодильников Т-3, Т-4, где происходит их охлаждение промоборотной водой. После поток идёт в ёмкость Е-3 с температурой 40 - 95 °С. Имеется возможность подачи в ёмкость Е-3 парового конденсата из сети.

Смесь продуктов реакции пройдя Р-1, поступает в колонну К-1 узла ректификации реакционной смеси, синтеза и концентрирования МТБЭ совместно с реакционной смесью из реактора Р-2 второй реакторной нитки.

---

Приготовленная шихта направляется в верхнюю часть трубного пространства изотермического реактора Р-2, проходя по трубкам, заполненным катализатором, компоненты смеси вступают в реакцию синтеза, в результате чего смесь разогревается, частично испаряется и после реактора Р-2 направляется в колонну К-1.

Тепло экзотермической реакции в реакторе снимается циркулирующим по межтрубному пространству реактора конденсатом с температурой 40-90 °С. Конденсат из емкости Е-3 подается насосом Н-3 в нижнюю часть ректора Р-2.

Реакционная смесь после реактора Р-2 направляется через сетчатые фильтры Ф-3,4 (на схеме не указаны) в колонну К-1 узла ректификации реакционной смеси, синтеза и концентрирования МТБЭ совместно с реакционной смесью от реактора Р-1 первой реакторной нитки. Имеется возможность подачи реакционной смеси от Р-2 через теплообменник Т-5 в колонну К-1.

На линии реакционной смеси из реактора Р-2 к теплообменнику Т-5 предусмотрена возможность подачи азота в период остановки узла синтеза МТБЭ на ремонт, для продувки трубопроводов совместно с реактором Р-2.

Ректификационная колонна К-1 является отдельно стоящей нижней частью реакционно-ректификационного агрегата К-1/Р-3/К-2 и предназначена для отгонки углеводородов С₄ и метанола от метил-трет-бутилового эфира. Питание колонны К-1 обеспечивается несколькими потоками:

1) Реакционная смесь, с низа изотермических реакторов Р-1,2 поступает в рекуперативный теплообменник Т-5, где нагревается за счет тепла проходящего по трубному пространству кубового продукта колонны и далее поступает на 39 или 45 тарелки колонны К-1. Имеется возможность подачи парожидкостной реакционной смеси, помимо теплообменника Т-5, сразу на 39 или 45 тарелки колонны К-1;

2) Подача некондиционного МТБЭ со склада Б-9 осуществляется на 39 или 45 тарелки колонны по трубопроводу реакционной смеси реактора Р-1 или на средний и нижний слои катализатора в Р-3.

Для удаления метанола из нижней части колонны К-1, путем связывания его в азеотроп, предусмотрена подача изобутановой фракции от насоса Н-6 на 25, 30 и 39 тарелку К-4.

Обогрев колонны К-1 производится через термосифонный испаритель И-1, в межтрубное пространство которого подается пар с давлением 0,3-0,85 МПа (3,0-8,5 кгс/см²).

Кубовая жидкость колонны К-1 - товарный метил-трет-бутиловый эфир с температурой до 140°С поступает в теплообменник Т-5, где охлаждается циркулирующим по трубному пространству потоком питания колонны К-1, затем с температурой 90°С направляется в холодильник Т-6, где охлаждается промоборотной водой до 40°С и далее отводится на склад Б-9 ЦПРУФ.

---