2.2 Исходные данные [7].

Таблица 4

Производительность установки по целевому продукту, тыс. т/год		78
Число дней работы в году		325
Состав свежей у/в фракции, масс. доли:	-изобутелен	0,2850
	-н-бутилен	0,3750
	-изобутан	0,1450
	-н-бутан	0,1950
Конверсия изобутилена, доли		0,9650
Селективность процесса по изобутилену, доли масс.		0,982
Доля изобутилена, пошедшего на образование третбутанола, доли масс.		0,012
Доля изобутилена, пошедшего на образование диизобутилена, доли масс.		0,006
Допустимая концентрация изобутилена в отработанной углеводородной фракции, доли масс.		0,005
Соотношение метанол:изобутилен, доли мольн.		1,15
Соотношение вода:отработанная углеводород-метанольная фракция, доли масс.		0,25

2.3.Поточная и технологическая схемы процесса.

Исходя из изученного материала, разработаем для дальнейшего расчета поточную и технологическую схему производства МТБЭ в реакторе изотермического типа. Очистка отработанной ББФ производится конденсатом водяного пара. Отработанная фракция в дальнейшем используется для производства каучуков. Она идет на рецикл, так как концентрация в ней изобутилена не должна превышает 0,5% масс.(0,005 доли масс.). В схеме присутствует замкнутый цикл использования метанола и воды, контактирующей с ним, так как метанол является ядом.

Рис. 7. Схема материальных потоков установки производства МТБЭ

G11

I - реактор, II – колонка для выделения технического МТБЭ, III – колонна для отмывки метанола водой, IV – колонна регенерации метанола.

G1 – свежая углеводородная фракция С₄, G2 – углеводородная фр. С₄ на входе в реактор, G3 – свежий метанол, G4 – метанол на входе в реактор, G5 – реакционная масса на выходе из реактора, G6 – технич. МТБЭ на выходе с установки, G7 – углеводород-метанольная смесь, G8 – водный конденсат, G9 – отработанная углеводородная фракция С₄ после извлечения метанола, G10 – водный метанол, G11 – рециркулирующая отработанная углеводородная фракция С₄ , G12 - отработанная углеводородная фракция С₄ с установки.

Описание технологической схемы.

Технологическая схема процесса (рис. 8.) производства МТБЭ будет представлять собой процесс ООО «Нефтехимстар», где реакторы заменены на 2 последовательно соединенных трубчатых реактора, в трубках которого засыпан катализатор, а в межтрубном пространстве циркулирует теплоноситель для поддержания температуры процесса постоянной.

Исходная бутан-бутиленовая фракция (ББФ) / поступает 1 из емкости Е-1 в экстракционную колонну К-, где происходит очистка от щелочи и азотистых соединений с помощью химически очищенной воды //. С низа экстрактора отработанная вода IV выводится в канализацию. Очищенная ББФ /// собирается с верха К-1 в сепаратор Е-2 и, соединяясь с потоком метанола V, подогревается в теплообменнике теплом отводимого товарного МТБЭ VI.

Далее смесь поступает в последовательно соединенные трубчатые реакторы Р-1 и Р-2. Продукты реакции синтеза МТБЭ проходят через теплообменник Т-2 и ректификационную колонну К-3, с низа которой отводится целевой продукт VI. С верха колонны смесь поступает в экстрактор К-4 для очистки отработанной ББФ от метанола конденсатом водяного пара.

Затем отработанная ББФ VII выводится сверху, а смесь метанола и воды через теплообменник Т-4 направляется в колонну К-5 на регенерацию спирта. Регенерированный метанол VIII выводится с верха ректификационной колонны, при этом часть его подается на верхнюю тарелку в качестве холодного орошения. Газы "азотного дыхания" после отделения от метанола в емкости направляются на очистку в скруббер К-6, в который поступает поток // химически очищенной воды, необходимой для проведения процесса абсорбции. Отработанная вода из К-5 и К-6 направляется в канализацию.

В технологии получения МТБЭ применены различные массообменные процессы:

1. для очистки ББФ от щелочи и азотсодержащих соединений — экстракция водой (в колонне К-1);

2. для разделения МТБЭ, отработанной ББФ, метанола и воды после реакторов—ректификация (в колоннах К-3 и К-5);

3. для очистки отработанной ББФ от метанола — экстракция конденсатом водяного пара (в колонне К-4);

4. для очистки газов «азотного дыхания» — абсорбция химически очищенной водой (в скруббере К-6).

В каждом массообменном аппарате использованы контактные устройства — тарелки, оптимальные для данного процесса:

• в колоннах К-1 и К-4 — ситчатые с переливами;

• в колонне К-3 — с трапециевидными клапанами;

• в колоннах К-5 и К- 6 — колпачковые.