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1、 MTBEMTBE 装置装置 DCSDCS 控制控制 系统解决方案系统解决方案前言前言北京远东仪表有限公司介绍北京远东仪表有限公司介绍北京远东仪表有限公司，隶属于北京京仪集团有限公司。是国家大型自北京远东仪表有限公司，隶属于北京京仪集团有限公司。是国家大型自动化仪表制造企业。动化仪表制造企业。长期致力于国内外自动化领域、向广大的用户提供系统集成服务、仪表成套安装和一体化的整体解决方案，同时向用户提供自动化领域的客户咨询和工程服务。依托与艾默生、西门子、GE 等国外自动化行业的国际知名企业长期的合作关系及自主品牌京仪华文 DCS 控制系统，分别采用不同的硬件产品平台成功实施了多个 PLC、DCS
2、 及过程仪表成套等解决方案，现已发展成为集制造自动化控制产品和自动化控制工程解决方案服务为一体的现代化大型自动化公司,业务范围已涵盖石化、化工、电力、钢铁、造纸、市政环保、建材、纺织等行业，并已在多个国外项目中成功应用。北京远东仪表有限公司汇集了一批在环保、自动控制、仪器仪表、计算机等专业的富有丰富理论和实际经验的中、高级技术人才，重点面向以下领域的自动控制系统的方案设计、施工、调试的交钥匙工程的总承包。随着业务的发展，远东公司在烟气脱硫 DCS 控制系统、化工控制系统、空分制氧系统、水环保自控等产业已经形成一整套完整的自动化系统解决方案，为国家的能源、环保产业作出自己的贡献！具有特色的解决方
3、案自来水 SCADA 系统一体化解决方案污水处理控制系统一体化解决方案空分制氧 PLC 控制系统航天系统特定项目一体化解决方案 北京远东仪表有限公司有极强的系统集成和项目管理能力北京远东仪表有限公司有极强的系统集成和项目管理能力北京远东仪表有限公司的控制产品主要是 DCS 和 PLC。以这两项产品为基础，集成工控机、测控仪表、通讯网络、应用软件等，基本上可以覆盖各行业的自动化流程。一种解决方案的优劣，不仅和 DCS 与 PLC 有关，而且和实施者的系统集成能力、项目管理能力和工程实施能力有极大的关系。历经多年发展和积累，北京远东仪表有限公司在各行业自动化方面都拥有了极强的系统集成和项目管理能力
4、，已获得了多项资质。1994 年行业内率先通过 ISO9001 质量体系认证； 并连续六年被评为北京市先进管理企业、北京市“十佳企业” 、 “重合同，守信誉”单位和连续十一年被北京市评为“首都精神文明标兵”单位。 真诚铸造品牌真诚铸造品牌在公司多年的发展史上，铭刻着一句早已植根于每个员工心中的誓言： “真诚地为用户设想” 。所谓“真诚地为用户设想” ，就是要站在用户的角度来考虑问题，不断改进工作，改进产品，达到用户完全满意；也就是要以用户的发展为本，企业本身的发展为次，用户发展了，企业的发展就是一种自然结果。 “真诚地为用户设想” ，不是一句空泛的口号，依靠的不仅仅是每位员工的觉悟，更需要体现
5、在工作之中。售前服务：为用户提供最佳解决方案售前服务：为用户提供最佳解决方案工业生产装置因行业不同而各不相同，对控制的需求更是千差万别。只有根据用户的实际情况，参照用户的要求，制定适用的可行方案，才能让用户最受益。而工业现场运行的经验不是在学校里学出来的，也不是在研究所“研究”出来的，而是在现场实践中培养出来的。售中服务：有求必应售中服务：有求必应售前工作如此，售中（工程实施）工作更不能含糊。售中，是系统工程合同特有的阶段，也就是从合同签订后的第一次用户联络会起，到系统在现场投运成功时止。在售中，和利时公司对用户提出的要求有求必应，这可能是与国外公司最大的不同之处。公司秉承的质量方针是“严格控
6、制过程，确保并持续改进产品质量和服务质量，达到所有用户满意” 。因此，用户提出的修改要求公司向来是无条件的满足。有时，用户自己对需求也不是很清楚，造成系统要反复修改。那么，公司就会三番五次地按照要求改，直到用户满意为止。售后服务：让用户安枕无忧售后服务：让用户安枕无忧基于“真诚地为用户设想”的理念，用“换位思考”的思路，我们站在用户的角度上来要求自己，设计了一套适合中国特色的、创高技术品牌的优质服务体系，并把它在实际工作中加以实施。一、一、MTBE 概述概述随着高性能汽油发动机的发展，给炼油厂提出了生产高辛烷值汽油的任务。要提高汽油辛烷值，一是要设法提高基础组分汽油的辛烷值，二是要调入适量的高
7、辛烷值组分。高辛烷值组分主要有烷基化油、叠合油、异构化油以及甲基叔丁基醚（简称 MTBE）等。MTBE 它的沸点是 55 度，相对密度是 0.746，分子量为 88，性质与汽油相近，与烃类完全互溶，对汽油的理化性质没有不良影响，其本身的辛烷值很高，具有良好的抗爆性。甲基叔丁基醚的性质和用途甲基叔丁基醚（MTBE） ，结构式 CH3-O-C (CH3）3.。是一种无色、透明、易挥发液体。有毒。分子量 88.1。马达法辛烷值 101，研究法辛烷值 117。常压下沸点为 55.2，25时的密度为 735.5kg/m3。微溶于水，水中溶解度 6.9%（V/V） 。醚能溶解于强酸中；醚和空气接触生成过氧
8、化物分解后发生强烈爆炸，空气中浓度达 1.68.4%发生爆炸。二、二、工艺介绍工艺介绍甲基叔丁基醚（简称 MTBE）是在酸性催化剂的作用下，由甲醇与 C4 馏分中的异丁烯进行合成反应而得到的，这一反应为可逆放热反应，反应温度越低，平衡常数越大，转化率越高；该反应在液相条件下完成，速度非常快。它的生产过程可分为三种，两段深化转化工艺流程（THC） ，一段一般转化工艺流程（OGC） ，一般深度转化工艺流程（OHC） 。THC 流程是原料（C4 馏分）与甲醇混合进入一段反应器，反应产物进入共沸分馏塔。从塔底出来的 MTBE 作为产品送出装置，塔顶出来的甲醇和 C4 馏分共沸物补充甲醇后进入二段反应器
9、继续进行反应。二段反应生成物进入 C4 分馏塔，C4 馏分和甲醇共沸物从塔顶排出，进入甲醇水抽提塔；塔底出来的二段反应生成物（MTBE+甲醇）可与共沸分馏塔底出来的 MTBE 一起送出装置，也可返回一段反应器再次进行反应。C4 馏分、甲醇混合物在甲醇水抽提塔内得到分离，C4 馏分送出装置；甲醇水溶液进入甲醇回收塔。分离出来的甲醇打回反应器循环使用。三、三、操作条件操作条件影响反应转化率及选择性的因素要有反应温度及甲醇与异丁烯的摩尔比。1反应温度在一定的异丁烯浓度和醇烯比下，反应温度的高低不仅影响异丁烯的转化率，而且也影响生成 MTBE 的选择性、催化剂的寿命和反应速率。在低温时反应速度慢，反应
10、转化率由动力学控制，随着反应温度的增加，平衡转化率下降，反应速度增加，达到平衡所需时间缩短，因此在高温时，反应转化率受热力学控制。为了增加平衡转化率，延长催化剂的寿命，减少副反应，提高选择性，应当采用较低的反应温度。适宜温度为5080。提高反应温度，虽可提高反应速度，但二甲醚的生成量也随反应温度的提高而增加。而且反应温度超过 140时，催化剂将被烧坏。根据放热反应的特点，反应温度低时异丁烯转化率较高。因此当装置设有两台反应器时，常使一台在较高温度下操作，以提高反应速度，另一台在较低温度下操作，以保证所要求达到的高转化率。2 醇烯比甲醇与异丁烯的摩尔比增大，可减少异丁烯二聚物和三聚物的生成，所以
11、选择性增加。另外甲醇与异丁烯的摩尔比上升，异丁烯的平衡转化率也增加，故提高甲醇与异丁烯的摩尔比是有益的。但是，高的甲醇与异丁烯的摩尔比，将使反应生成物的甲醇浓度增加，从而提高了分离、回收系统的操作费用。因此，综合考虑，甲醇与异丁烯之比取 1.1 l.2 ：1 较适宜。3反应压力 反应压力必须保持物料在液相反应，一般为 0.81.4MPa。4原料纯度强酸阳离子交换树脂催化剂中的 H会被金属离子所置换而使催化剂失活，因此要求进入反应器的原料中金属阳离子的含量小于 1mg/kg；如原料中有碱性物质也会中和催化剂的磺酸根，所以这类杂质也要脱除；C4 馏分中水含量必须限制，一般为300500mg/kg。
12、因为水与异丁烯发生副反应生成民丁醇。原料 C4 馏分中异丁烯含量的多少，因来源不同差别很大。催化裂化的 C4 馏分中异丁烯含量含量较低，适宜作炼油型的，下游产品可作烷基化原料；而裂解 C4 馏分经过抽提丁二烯后的萃取剩余 C4 馏分，异丁烯含量高达 40%60%，可作为化工型的，即转化率99.5%，才能满足下游生产 1丁烯的需要。四、四、工艺流程工艺流程本项目属于两段深化转化工艺流程（THC） ，甲醇和含异丁烯的碳四烃经预热器预热后送到醚化反应器。反应器采用固定床列管式反应器，管外采用水作冷却剂。反应温度为 5060，反应产物中有甲基叔丁基醚，未反应的异丁烯、甲醇，不起反应的正丁烯及丁烷，极少
13、量副产物二异丁烯、叔丁醇。反应物进入提纯系统前与提纯塔釜产物进行热交换。提纯塔为简单蒸馏塔，塔操作压力约为 0.6MPa 。塔顶蒸出剩余碳四烃，并携带共沸组分甲醇。提纯塔釜为甲基叔丁基醚成品，经与进料换热后送入贮罐，塔顶剩余 C4 烃送入水洗塔回收甲醇。水洗塔釜甲醇水溶液进入甲醇回收塔，回收塔顶蒸出的甲醇循环回反应器。回收塔釜的水返回至水洗塔顶部作洗涤水，水作闭路循环。水洗后的碳四尾气中甲醇含量可降至 10ppm 以下。 1.工艺流程图：工艺流程图：2.工艺流程简介：工艺流程简介： 3 万吨年 MTBE(甲基叔丁基醚)装置生产工艺：异丁烯甲醇 基叔丁基醚 MTBE 生产工艺：异丁烯与甲醇在加压
14、后混合，进入反应塔后先反应，再分馏（在同 一塔体内完成）生成甲基叔丁基醚（一种汽油添加剂，用以提高汽油标号） ，简称为 MTBE。3.测点清单如下：测点清单如下：信号类型信号类型 不冗余点数不冗余点数冗余点数冗余点数 总点数总点数 备注备注 热电偶 56 2 58 AI电流信号 47 27 74 AO 电流信号 0 22 22 DI 28 0 28 DO 12 0 12 根据工程监视及控制需要，我们用 HPCS3000 系统对工程进行生产数据的监视、控制 回路的控制，完美的实现对生产系统的自动化监控。 五、五、系统实现方案系统实现方案基于“集中管理，分散控制”的模式，数字化、信息化环保工程数字
15、化、信息化环保工程的思想，着眼于企业“管控一体化管控一体化”信息系统的建设，建立一个先进、可靠、高效、安全且便于进一步扩充的集过程控制、监视和计算机调度管理于一体集过程控制、监视和计算机调度管理于一体并且具备良好开放性的监控系统，完成对整个工艺过程及全部生产设备的监测与自动控制，实现“现场无人值守，总站少人值班”的目标。另外，在设计的时候，在确保先进、可靠、开放、安全的前提下，始终坚持控制成本的原则。a) 运用国际先进技术和当今高科技成果，建设高可靠性、高效率、高度自动化的控制系统。b) 检测仪表配置满足工艺流程检测要求、工艺设备控制要求和安全生产要求。c) 仪表选型立足于可靠性、先进性，并确
16、保工艺的精度要求和实时要求，以及维护方便，运行稳定。d) 自控系统对 MTBE 生产过程以分散控制为主，集中调度，达到国际先进水平。e) 自控系统的软硬件的配置符合国家和国际上有关标准，确保产品的可靠性、开放性，以满足产品的扩展的需要。f) 成套设备的控制系统利用厂商提供的专用控制设备，并通过通信口实现和监控系统的数据通讯。通讯网络采用开放性的符合国际标准的通讯协议及规约，便于系统的扩展及升级。1系统配制图 1.1 整套 HPCS3000 系统配置 3 个操作员站、其中 1 个兼工程师站、1 台冗余现场控制 站及 I/O 模块。 其中网络，电源和重要 I/O 模块冗余配置。 1.2 工程师站（由操作员站兼任）完成组态修改及下装，包括：数据库、图形、控制 算法、报表的组态，参数配置，操作员站、现场控制站及过程 I/O 模块的配置组 态，数据下装等。 1.3 操作员站进行生产现场的监视和管理，包括：工艺流程图显示，报表打印，控制 操作，历史趋势显示，报警管理等。 1.4 现场控制站又称 I/O 站
