装置档案 CHE-05化工一部 密级:内部学习
CHE-05化工区 · 化工一部

MTBE/1-丁烯

MTBE / 1-Butene
加工能力
9 万吨/年
年开工时数
8000 小时
投产日期
—(规程未明示具体投产日)
规程编号
—(规程未明示编号)
MTBE/1-丁烯
Exhibit 1 · 资料照片非本装置特写 · 厂前区大门远景图(同丁二烯封面),非MTBE装置特写
90万吨/年
设计加工能力
568.4kg标油/t
单位能耗
8,000小时
年开工时数
3
主要产物
600kW
电负荷
Executive Summary · 执行摘要
01 / 定位

定位要点

丁二烯装置抽余碳四(BBR)的下游转化与增值环节,同时承担两项职能:一是把抽余碳四中的异丁烯与外购甲醇醚化生成 MTBE(9 万吨/年),MTBE 是高辛烷值汽油调和组分,用于公司汽油池调和——即把低价值的 C4 转为汽油调和组分,提升全厂汽油出厂品质与价值;

SRC 规程 1.1
02 / 能耗

能耗要点

装置单位能耗 568.4 kg 标油/t。 装置总能耗按两种加热介质给出(规程 1.2.7.3,以 1-丁烯产品计):用低压蒸汽时 ≤568.4 kgEO/t,用热水时 ≤410 kgEO/t。2018 年实施热水改造、改用热水替代低压蒸汽后,装置总能耗由 568…

SRC 规程 1.2.7.9
03 / 财务

财务要点

主要产品产量:MTBE 8.54 万吨/年 + 1-丁烯 3.42 万吨/年;单位能耗:568.4(热水改造前)/ 410(热水改造后)。

SRC 规程 1.1 / 1.2.7
01

装置概况

Unit Profile
Key
Takeaway
丁二烯装置抽余碳四(BBR)的下游转化与增值环节,同时承担两项职能:一是把抽余碳四中的异丁烯与外购甲醇醚化生成 MTBE(9 万吨/年),MTBE 是高辛烷值汽油调和组分,用于公司汽油池调和——即把低价值的 C4 转为汽油调和组分,提升全厂汽油出厂品质与价值;二是用两步精密精馏把抽余碳四中的 1-丁烯提纯到 ≥99.3%(4 万吨/年),作为 LLDPE 装置的共聚单体,替代外购 1-丁烯,降低聚烯烃装置的原料成本。剩余碳四作为副产品出厂。没有这套装置,丁二烯装置的抽余碳四只能低价外售,且 LLDPE 的共聚单体需全部外购。装置采用山东齐鲁石化工程公司的工艺技术(国产化,无专利许可费),由中国石油集团工程设计有限责任公司吉林设计院总承包,位于化工区中部、与丁二烯装置成联合装置,由醚化反应系统、催化蒸馏系统、甲醇回收系统、1-丁烯精制系统四个系统组成。
Table 1-1 · 装置基础参数
参数项数值 / 说明
设计规模90
MTBE 装置规模9 万吨/年 MTBE
1-丁烯装置规模4 万吨/年 1-丁烯
年运行时数8000
原料丁二烯装置抽余碳四(异丁烯含量 38.95% wt)+ 仓储运输部外购甲醇(99.85%)
投产时间—(规程未明示具体投产日)
设计单位中国石油集团工程设计有限责任公司吉林设计院(总承包)
专利技术• 山东齐鲁石化工程公司工艺技术
主要组成• 醚化反应系统(一段 R-3101A + 二段 R-3101B + 三段 R-3101C,外循环固定床反应器,225-R-3101A/B/C)
• 催化蒸馏系统(反应塔下塔 C-3101B + 反应塔上塔 C-3101A + 保护反应器 R-3102A/B)
• 甲醇回收系统(醚后碳四水洗塔 C-3102 + 甲醇回收塔 C-3103)
• 1-丁烯精制系统(第一精馏塔 C-3201A/B + 第二精馏塔 C-3202A/B)
装置类型醚化法(醚化反应 + 催化蒸馏 + 精密精馏)
装置布置布置在化工区中部与丁二烯装置成联合装置,北邻聚丙烯和顺丁橡胶装置,西邻乙烯装置,南邻第一循环水场,东邻中间罐区
资料来源:《MTBE/1-丁烯操作规程》—(规程未明示编号) v2025 版。
02

工艺原理

Process Principle
Key
Takeaway
抽余碳四中的异丁烯与甲醇在醚化树脂催化剂作用下发生可逆放热反应(△H=-37 kJ/mol)生成 MTBE;通过三段外循环反应器控制温度使异丁烯转化率 ≥93%,再经催化蒸馏(反应塔)深度转化并分离 MTBE 产品;醚后碳四经水洗脱甲醇后通过两步精密精馏(脱轻 C-3201 + 脱重 C-3202)分离出纯度 ≥99.3% 的聚合级 1-丁烯。
详细说明
  • 醚化反应:iC4= + CH3OH ⇌ MTBE(甲基叔丁基醚),放热(△H=-37 kJ/mol),可逆反应,催化剂选择性高
  • 副反应:异丁烯二聚、生成二甲醚、叔丁醇(TBA)、甲基仲丁基醚(MSBE)等辛烷值较高副产物
  • 醇烯比(甲醇/异丁烯摩尔比)控制在 1.02~1.08:1,防止甲醇过量增加水洗负担
  • 催化蒸馏:反应塔上塔催化剂床层深度转化反应热由部分物料汽化吸收,避免催化剂床层超温
  • 醚后碳四中 MTBE 与未反应碳四/甲醇利用沸点差分离,塔釜得 ≥98.3% MTBE 产品
  • 甲醇水洗:液-液萃取,水作连续相从塔顶加入洗除醚后碳四中甲醇
  • 甲醇回收塔 C-3103 利用甲醇/水沸点差用普通精馏回收甲醇循环使用
  • 1-丁烯精制:醚后碳四经两步精密精馏分别脱除轻组分(水、碳三、异丁烷)和重组分(顺/反-2-丁烯、正丁烷),得 ≥99.3% 1-丁烯
  • 1-丁烯与异丁烷沸点仅相差 5.5℃、与正丁烷仅相差 5.8℃,需精密精馏技术
资料来源:规程工艺原理章节。
03

工艺流程

Process Flow
Key
Takeaway
抽余碳四+甲醇 → 三段醚化反应器 → 反应塔(催化蒸馏)→ MTBE 产品;醚后碳四 → 水洗塔 → 第一精馏塔 → 第二精馏塔 → 1-丁烯产品;甲醇回收塔循环
Table 3-1 · 主流程链 · 15 道工序
工序
01抽余碳四 17.48 t/h(异丁烯 38.95%)+ 甲醇 3.90 t/h
02混合器
03E-3101 预热
04一段 R-3101A
05二段 R-3101B
06三段 R-3101C(异丁烯转化率 ≥93%)
07反应塔下塔 C-3101B(MTBE 产品 ≥98.3%)
08罐区;同时上塔 C-3101A + 保护反应器 R-3102A/B
09醚后碳四
10C-3102 水洗塔
11V-3104 聚结罐
12C-3201 第一精馏塔(脱轻:水/碳三/异丁烷)
13C-3202 第二精馏塔(脱重:顺/反-2-丁烯/正丁烷)
141-丁烯 ≥99.3%
15罐区;剩余碳四 6.4 t/h 出装置;甲醇回收塔 C-3103 循环甲醇
资料来源:规程工艺流程章节。
侧线产品
  • MTBE:10.67 t/h(设计年产 8.54 万吨/年)→ 炼油罐区 MTBE 产品罐(作汽油调和组分)
  • 1-丁烯:4.27 t/h(设计年产 3.42 万吨/年,纯度 ≥99.3%)→ 化工区中间罐区
  • 剩余碳四:6.4 t/h(设计年产 5.12 万吨/年)→ 副产品出厂
04

投入产出物料

Material Balance
Key
Takeaway
3 项,前三大(MTBE、剩余碳四(副产品)、1-丁烯)合计占 100.0%(170.72 万吨/年),是排产与效益测算的主要抓手。
Exhibit 4-1 · 产品构成帕累托分析(按万吨/年)
Bar = 各项数值(按最大值归一) │ Line = 累计占比 %
项目数值(按最大值归一)万吨/年累计
MTBE炼油罐区 MTBE 产品罐(汽油调和)85.3650.00
剩余碳四(副产品)出厂51.279.99
1-丁烯化工区中间罐区34.16100.00
前三大项其他项累计占比 %
年运行时数8000
进料
抽余碳四
T(/h)17.479
万吨/年139.832
异丁烯(%)38.95
说明来自丁二烯装置
甲醇
T(/h)3.895
万吨/年31.16
纯度(%)99.85
说明外购
产品
名称T(/h)万吨/年纯度(%)主要去向
MTBE10.6785.3698.3炼油罐区 MTBE 产品罐(汽油调和)
1-丁烯4.2734.1699.3化工区中间罐区
剩余碳四(副产品)6.451.2出厂
Unit Consumption Per T mtbe
抽余碳四(t)1.638
甲醇(t)0.365
合计(t)2.003
Unit Consumption Per T 1 Butene
抽余碳四(t)4.089
副产品剩余碳四作为副产品出厂(规程 1.1.1 装置简介;规程未给出具体产量数值,待补充)
资料来源:规程物料平衡章节。口径以规程原表为准,未做补全或估算。
05

公用工程与三剂

Utilities & Chemicals
中压蒸汽 1.2MPa(t/h)7.973
低压蒸汽 0.4MPa(t/h)25.5
吨 MTBE 中压蒸汽单耗0.747
吨 1-丁烯低压蒸汽单耗5.966
中压冷凝液(t/h)-7.973
低压冷凝液(t/h)-25.5
循环水(m³/h)2311
循环水单耗(/t MTBE)61.19
循环水单耗(/t 1-丁烯)387.9
脱盐水(t/次)50
脱盐水说明检修时用
电(kW)600
电单耗(kWh/t MTBE)30.9
电单耗(kWh/t 1-丁烯)63.2
热水(t/h)600
吨 1-丁烯热水单耗150
仪表风(Nm³/h)250
仪表风单耗(/t MTBE)10.7
仪表风单耗(/t 1-丁烯)29.2
工厂风(Nm³/h)500
工厂风说明间断,检修吹扫用
氮气(Nm³/h)500
氮气说明间断,检修吹扫用
化学品
  • • 名称:醚化树脂催化剂
    • 规格:大孔强酸性阳离子交换树脂,灰色至灰褐色球粒,含水 48~52%,交换容量 ≥5.2 mmolH/g(干基),最高耐热 120℃,出厂型式氢型
    • 用量:—(每周期装填量规程未明示)
资料来源:规程公用工程消耗 / 三剂消耗章节。
06

装置能耗

Energy Consumption
Key
Takeaway
装置单位能耗 568.4 kg 标油/t。装置总能耗按两种加热介质给出(规程 1.2.7.3,以 1-丁烯产品计):用低压蒸汽时 ≤568.4 kgEO/t,用热水时 ≤410 kgEO/t。2018 年实施热水改造、改用热水替代低压蒸汽后,装置总能耗由 568.4 降至 410 kgEO/t,降幅 158.4 kgEO/t(约 27.9%)——这是本装置近年最重要的节能措施,也说明改造前的蒸汽口径能耗偏高。以低压蒸汽口径(568.4 kgEO/t)分项:0.4MPaG 低压蒸…
Exhibit 6-1 · 单耗构成瀑布图(kg标油/t)
单位:kg标油/t │ 从左至右逐项累加 │ 绿色为回收抵扣项 │ 末列为净合计
0
43.1
86.3
129.4
172.6
+76
1.2MP…
+66
0.4MP…
+0.1
循环水
+0.26
+0.04
仪表风
+7.65
凝结水(回…
−0
热水
150.05
净合计
读图:各项自左向右累加(单位 kg标油/t),绿色为回收抵扣项,最终落在净合计 150.05。柱子越高代表该项对总量的贡献越大。
计算标准综合能耗(kg 标油/吨 1-丁烯产品)
总能耗 kg 标油/t 1-丁烯(低压蒸汽口径)568.4
总能耗 kg 标油/t 1-丁烯(热水口径)410
说明2018 年热水改造后改用热水替代低压蒸汽,装置总能耗由 568.4 降至 410 kgEO/t 1-丁烯
低压蒸汽基准能耗(/t 1-丁烯)
项目单位消耗折标系数(kg 标油/t)占比(kg 标油/t)
1.2MPaG 蒸汽1.865 t/t76141.7
0.4MPaG 蒸汽5.966 t/t66393.8
循环水540.71 t/t0.154.1
140.38 kWh/t0.2636.5
仪表风58.49 Nm3/t0.0382.2
凝结水(回收)-7.832 t/t7.65-59.9
热水150 t/t00
结构说明装置总能耗按两种加热介质给出(规程 1.2.7.3,以 1-丁烯产品计):用低压蒸汽时 ≤568.4 kgEO/t,用热水时 ≤410 kgEO/t。2018 年实施热水改造、改用热水替代低压蒸汽后,装置总能耗由 568.4 降至 410 kgEO/t,降幅 158.4 kgEO/t(约 27.9%)——这是本装置近年最重要的节能措施,也说明改造前的蒸汽口径能耗偏高。以低压蒸汽口径(568.4 kgEO/t)分项:0.4MPaG 低压蒸汽单耗 5.966 t/t,折 393.8 kgEO/t,占 69.3%;1.2MPaG 中压蒸汽 1.865 t/t,折 141.7 kgEO/t,占 24.9%;循环水 540.71 t/t,折 54.1 kgEO/t(9.5%);电 140.38 kWh/t,折 36.5 kgEO/t(6.4%);仪表风 58.49 Nm³/t,折 2.2 kgEO/t(0.4%);凝结水回收 -7.832 t/t,折 -59.9 kgEO/t(抵扣 10.5%);热水 150 t/t,规程折标系数取 0,不计能耗。即两种蒸汽合计 535.5 kgEO/t,占抵扣前总消耗(628.3 kgEO/t)的 94.2%,属典型的「蒸汽主型」装置,热量主要用于催化蒸馏塔与 1-丁烯精密精馏塔的再沸器;电耗占比仅 6.4%。因此热水改造(用低温余热替代低压蒸汽)之所以能降本近三成,正是因为切中了占七成能耗的那一项。
资料来源:规程能耗计算章节。计算标准见规程原文。
07

装置关联

Unit Interconnections
Key
Takeaway
上游 2 项,下游 5 项。上游断料即本装置降负荷或停工。

上游进料 · 2 项

丁二烯装置
物料:抽余碳四 BBR 17.48 t/h(异丁烯 38.95%) 输送方式:管线
仓储运输部原料罐区
物料:外购甲醇 3.90 t/h(99.85%) 输送方式:管线
MTBE/1-丁烯
化工一部

下游去向 · 5 项

炼油罐区
物料:MTBE 10.67 t/h(≥98.3%) 输送方式:管线
化工区中间罐区
物料:1-丁烯 4.27 t/h(≥99.3%) 输送方式:管线
副产品出厂
物料:剩余碳四 6.4 t/h 输送方式:管线
丁二烯装置
物料:中压蒸汽凝液综合利用 输送方式:管线
火炬
物料:塔顶不凝气 FV32004 输送方式:管线
装置内循环
  • 甲醇经 C-3103 回收塔连续回收循环使用
  • 中压蒸汽凝液送丁二烯装置综合利用
  • 第一精馏塔/第二精馏塔再沸器 2018 年由低压蒸汽改为热水(高通量换热器)
资料来源:规程上下游关联章节。
08

行业技术特点

Industry Position
规模等级中型 MTBE + 1-丁烯联合装置(9 万吨/年 MTBE + 4 万吨/年 1-丁烯)
装置类型醚化法(醚化反应 + 催化蒸馏 + 精密精馏),山东齐鲁石化工程公司工艺
设计单位中国石油集团工程设计有限责任公司吉林设计院(总承包)
技术许可方
  • 山东齐鲁石化工程公司工艺技术
关键技术
  • 三段外循环固定床醚化反应器(一/二/三段 R-3101A/B/C),控制醇烯比 1.02~1.08:1
  • 醚化反应器异丁烯转化率 ≥93%
  • 催化蒸馏(反应塔 C-3101A/B + 保护反应器 R-3102A/B)深度转化反应
  • 反应塔上塔分批补加甲醇经保护反应器脱碱(碱含量 <0.1 mg/kg)
  • 醚后碳四水洗塔 C-3102 液-液萃取脱甲醇 + 甲醇回收塔 C-3103 精馏回收甲醇
  • 两步精密精馏技术:1-丁烯与异丁烷沸点仅差 5.5℃、与正丁烷仅差 5.8℃,需精密精馏分离
  • 1-丁烯产品纯度 ≥99.3%(聚合级)
  • MTBE 纯度 ≥98.3%
  • 醚化树脂催化剂:大孔强酸性阳离子交换树脂,最高耐热 120℃
历次检修
  • 2018 热水改造:第一精馏塔和第二精馏塔再沸器由低压蒸汽改为热水(高通量换热器),降低装置总能耗
  • 2019 新增脱酸罐:解决醚化催化剂磺酸根脱落导致的弱酸性腐蚀
  • 2023 泵入口新增切断阀:满足 GB50160-2008(2018 年版)整改要求
环保合规异丁烯转化率 ≥93%;MTBE ≥98.3%;1-丁烯 ≥99.3%;装置总能耗 410 kgEO/t 1-丁烯(热水改造后)
资料来源:规程装置概况 / 技术特点章节。
09

财务关注点

Financial Focus
MTBE 能力
9万吨/年 MTBE
SRC 规程 1.1.1
1-丁烯能力
4万吨/年 1-丁烯
SRC 规程 1.1.1
进料:抽余碳四
13.98万吨/年(17.48 t/h)
SRC 规程 1.2.7.1
进料:甲醇
3.12万吨/年(3.90 t/h)
SRC 规程 1.2.7.1
单位 C4 消耗(/t MTBE)
1.638吨/吨 MTBE
SRC 规程 1.2.7.1
单位甲醇消耗(/t MTBE)
0.365吨/吨 MTBE
SRC 规程 1.2.7.1
单位能耗
568.4(热水改造前)/ 410(热水改造后)kgEO/t 1-丁烯产品
SRC 规程 1.2.7.3
电合计
600kW(运行功率)
SRC 规程 1.2.7.2
主要产品产量
MTBE 8.54 万吨/年 + 1-丁烯 3.42 万吨/年
SRC 规程 1.3.1
副产品量
剩余碳四 5.12 万吨/年
SRC 规程 1.3.2
三剂年消耗
醚化树脂催化剂(每周期装填量规程未明示)
SRC 规程 1.2.4
行业对标
中型 MTBE + 1-丁烯联合装置(醚化法,山东齐鲁石化工艺)
Note · 核算口径提示
1. 数据边界:本页所有数据均摘自规程原文,未做估算、外推或行业平均值填补。 缺失字段标注为「待补充」。
2. 口径一致性:物料量为规程设计值 / 典型工况值,非实际核算数据, 用于学习与量级判断。
3. 检修与折旧:涉及大修周期的装置,费用计提须按实际周期平滑, 避免年度间大幅波动。