MTBE生产危险性分析及安全设计毕业论文
2020-04-15 21:28:51
摘 要
本文针对MTBE工艺的历程的做了研究，并介绍了目前在全球的发展状况。对现有工艺进行比较，选择其中先进的混相床反应蒸馏工艺进行危险性分析，分析在生产过程中，工艺装置、介质及工艺本身存在的危险性，并做出相应的针对措施。
在对工艺装置危险性分析之后，也对工艺原料及产品的储罐进行了安全设计。根据原料和产品的理化性质确定了它们各自储罐的类型。通过确定工艺产能，计算MTBE、甲醇和混合C4的储存量，确定了各自储罐的体积。对储罐选取了相应的安全附件及安全检测系统，其中部分安全附件进行了计算，主要为球罐安全阀和内浮顶储罐呼吸阀的计算。最后，对罐区的进行了平面设计，设计了防火间距、防护堤及消防通道。
关键词：甲基叔丁基醚 生产工艺 MTBE装置 罐区平面设计
MTBE production risk analysis and safety design
Abstract
In this paper, the process of MTBE process is studied, and the current development status in the world is introduced.Compared with the existing processes, the advanced miscible bed reaction distillation process was selected for hazard analysis, and the hazards of process equipment, medium and process itself were analyzed in the production process, and corresponding countermeasures were made.
After the risk analysis of process equipment, the storage tank of process materials and products was designed.According to the physical and chemical properties of raw materials and products, the types of storage tanks were determined.The storage capacity of MTBE, methanol and mixed C4 was calculated and the volume of each tank was determined.The corresponding safety accessories and safety detection system are selected for the storage tank, and part of the safety accessories are calculated, mainly including the ball tank safety valve and the breathing valve of the tank on the inner floating roof.Finally, the tank area of the graphic design, the design of fire spacing, embankment and fire access.
Key words: Hethyl tert-butyl； Ether production process； MTBE device； Plane desig
目录
摘要 II
Abstract III
第一章．绪论 1
1.1课题背景及研究的目的和意义 1
1.2MTBE的介绍及现状 2
1.2.1MTBE的简介 2
1.2.2MTBE的现状 3
第二章.MTBE生产工艺介绍 5
2.1MTBE的生产原理 5
2.2MTBE生产工艺简介 5
2.3MTBE工艺选择 6
2.4混相反应蒸馏工艺 6
2.5 MTBE装置混相反应蒸馏工艺设计 7
2.5.1原料预处理-混相反应器 7
2.5.2催化蒸馏工艺 8
2.5.3甲醇萃取-回收 8
第三章.介质危险性分析 9
3.1混合C4及副产物 9
3.2甲醇 11
3.3甲基叔丁基醚 12
第四章.MTBE装置危险性分析 14
4.1原料缓冲罐 14
4.2醚化反应器 14
4.3催化蒸馏塔 15
4.4甲醇萃取塔和甲醇回收塔 16
第五章.MTBE工艺危险性因素分析 18
5.1原料配置-混相反应 18
5.2催化蒸馏及产品分离 18
5.3甲醇萃取和回收部分 19
第六章.职业病危害及防护措施 20
6.1职业病危害因素 20
6.2毒性防护 21
6.3噪声防护 22
第七章.储罐的安全设计 24
7.1原料及产品的储存量计算 24
7.2储罐选型及选材 25
7.2.1储罐选择 25
7.2.2壁厚设计及材料选择 27
7.3内浮顶储罐的安全设计 28
7.3.1.储罐安全附件 28
7.3.2呼吸阀的设计 28
7.3.3安全检测与监控 31
7.3.4其他安全措施 31
7.3.5内浮顶罐平面图 32
7.4球罐的安全设计 33
7..4.1设计参数选择 33
7.4.2安全检测及监控 34
7.4.3其他安全措施 34
7.4.4安全阀的设计 35
7.4.5球罐的平面图 37
第八章.储罐区的平面设计 38
8.1防火间距的设计 38
8.2防火堤的设计 38
8.3消防通道的设计 40
8.4 罐区平面图 41
第九章.总结 42
参考文献 43
致谢 45
第一章．绪论
1.1课题背景及研究的目的和意义
MTBE是一种高辛烷值汽油添加剂，广泛应用于汽油中。其使用效果表明：
1）氧和活性叔丁基在汽油完全燃烧和减少汽车尾气污染方面具有一定的优势； |
2）甲基叔丁基醚的特殊结构使其在燃烧过程中很难形成自由基，具有良好的防爆性能； |
3）汽油的原料价格比MTBE高，故而汽油的生产成本相对降低； |
4）汽车性能改善。 |
同时，MTBE在其他方面也有着很好的作用：
1）MTBE可以替代四乙基铅作为抗爆剂生产无铅汽油。 |
2）MTBE也可以再裂解为异丁烯，用作橡胶和其他化工产品的原料。 |
3）甲基叔丁基醚（MTBE）质量最好，可用作药物，是一种医药中间体。 |
目前，约95%的甲基叔丁基醚用作汽油中的辛烷值增强剂和含氧剂，为甲基叔丁基醚的发展带来了商机，使我国甲基叔丁基醚工业得到了快速发展[4]。随着国内MTBE需求的增加，存储规模也在扩大。由于甲基叔丁基醚是水溶性的，很难从水中提取，而且由于其毒性，被甲基叔丁基醚污染的地下水在10年内可以穿透数百米，不能降解，这比某些危险化合物的降解时间要长。随着我国对环境保护、人类健康的重视，所以防止MTBE的泄漏已经成为了一个需要重视的课题。
1.2MTBE的介绍及现状
1.2.1MTBE的简介
物质名称：甲基叔丁基醚 英文名称：methyl-butyl ether 危规号：3208 UN：2398 | ||||||||||
物化特性 | ||||||||||
沸点（℃） | 5 | 比重（水=1） | 0.76 | |||||||
蒸汽密度（空气=1） | 3.1 | 熔点（℃） | -109 | |||||||
引燃温度（℃） | 42 | 溶解性 | 不溶于水 | |||||||
饱和蒸汽压（KPa） | 31.9（20℃） | 临界温度 | ||||||||
火灾爆炸危险数据 | ||||||||||
闪点（℃） | -10 | 爆炸极限 | 1.6%.1% | |||||||
灭火剂 | 抗溶性泡沫、干粉、二氧化碳、砂土 | |||||||||
反应活性数据 | ||||||||||
稳定性 | 不稳定 | 避免条件 | 无 | |||||||
稳定 | √ | |||||||||
禁忌物 | 强氧化剂 | 燃烧（分解）产物 | 一氧化碳、二氧化碳 | |||||||
健康危害数据 | ||||||||||
侵入途径 | 吸入、皮肤、口 | |||||||||
急性毒性 | L50 | 675300mg/kg(大鼠经口)：gt;7500mg/kg(兔经皮) | LC50 | 8500mg/m3，4小时（大鼠吸入） | ||||||
健康危害 本品蒸汽或雾对眼睛、粘膜和上呼吸道有刺激作用，可引起化学性肺炎，对皮肤有刺激。 | ||||||||||
MTBE由于其特殊的化学结构，具有良好的化学稳定性，MTBE的稳定性优甲基叔戊基醚和催化裂化汽油[2]。MTBE稳定性比较结果见表1-1。
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