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        化工型MTBE裝置開工過程中的優(yōu)化措施

        2020-12-23 03:14:30顏譽業(yè)馮江元楊二燕中化泉州石化有限公司
        環(huán)球市場 2020年30期
        關鍵詞:催化劑

        顏譽業(yè) 馮江元 楊二燕 中化泉州石化有限公司

        甲基叔丁基醚(MTBE)主要作為提高汽油辛烷值添加劑。乙烯裂解副產(chǎn)碳四,經(jīng)丁二烯抽提后,生產(chǎn)MTBE。本文結(jié)合實際生產(chǎn),簡要闡述裝置開工初期存在的問題,分析并采取對應優(yōu)化操作。

        一、MTBE裝置工藝流程簡介

        我 司10/3萬噸/年MTBE/丁 烯-1裝置,以丁二烯抽余碳四及甲醇為原料,采用絕熱外循環(huán)反應+催化蒸餾組合工藝技術,年產(chǎn)10萬噸MTBE,主要由兩個工藝系統(tǒng)組成:一是醚化反應系統(tǒng),原料碳四中的異丁烯和稍過量的甲醇在催化劑的作用下反應生成MTBE,主要包括醚化反應器和催化精餾塔。二是甲醇回收系統(tǒng),回收醚化反應中的過量甲醇循環(huán)使用,主要包括甲醇萃取塔和回收塔。

        二、不合格MTBE產(chǎn)品原因分析

        我司MTBE裝置開工初期催化蒸餾塔底MTBE產(chǎn)品不合格,主要為甲醇、碳四、二聚物、叔丁醇含量超標。

        (1)新催化劑本身帶水,在投用需用甲醇置換,置換后的催化劑含甲醇量較大,過量的甲醇將無法被C4攜帶至塔頂,而落入催化蒸餾塔塔底,導致MTBE產(chǎn)品中甲醇過量,產(chǎn)品不合格。

        (2)設計一般要求催化劑甲醇的含量不小于90%即可,開工初期該部分水置換不到位,易和異丁烯反應生成叔丁醇,也易導致產(chǎn)品不合格。

        (3)開工初期,催化蒸餾塔進料后塔底升溫緩慢,輕組分碳四不能完全從塔底蒸至塔頂,也導致產(chǎn)品中攜帶碳四過高而不合格。

        (4)開工初期,催化蒸餾塔催化劑床層溫度過高,異丁烯易發(fā)生自聚,導致塔底MTBE產(chǎn)品中二聚物含量高而不合格。

        三、應對措施及效果

        (一)醇洗

        為盡快達到產(chǎn)品合格,我們改進了操作方法,催化劑經(jīng)甲醇浸泡后,水含量控制在5%以下,用氮氣壓出反應器催化劑中的甲醇。在引物料時充分排出系統(tǒng)內(nèi)的不凝氣,以避免不凝氣未及時排出導致塔壓力不好控制;二是將不合格MTBE產(chǎn)品導入開停工罐,再送入醚化反應器回煉。

        (二)筒式外循環(huán)反應器開工

        反應器中催化劑在甲醇浸泡時,催化劑表面和微孔中存有大量甲醇,C4冷料進到反應器中。此時惰性氣體憋壓,從反應器頂部排空。

        當C4充滿反應器后,立即停止C4進料泵,并啟動外循環(huán)泵,使C4和甲醇經(jīng)外循環(huán)系統(tǒng)自身循環(huán),不進料、不出料。

        觀察醚化反應器的溫度、壓力變化。調(diào)節(jié)外循環(huán)冷卻器水量,控制反應器內(nèi)床層溫度在36~55℃之間。反應開始放熱量由下到大、由大到小,最后床層溫度逐漸平穩(wěn)。此時分析轉(zhuǎn)化率,若異丁烯轉(zhuǎn)化率未到預定指標,則反應器繼續(xù)循環(huán)。

        (三)調(diào)整催化蒸餾塔頂操作壓力

        C4原料中的異丁烯和甲醇在醚化反應器中生成MTBE,反應器出口物料中還含有未反應甲醇和剩余C4,在催化蒸餾塔中分離。常壓下混合C4的沸點在-11℃~4℃之間,MTBE的沸點55℃,甲醇的沸點64.5℃,甲醇和C4形成低點共沸物。在蒸餾分離C4-MTBE時,甲醇能與C4形成共沸物從塔頂排出,MTBE從塔底排出。

        C4和甲醇的共沸物組成,隨壓力的變化而變化,見表1。

        表1 不同壓力下 C4和甲醇共沸物組成

        從表中可知,共沸蒸餾的操作壓力越高,共沸物中C4攜帶的甲醇摩爾含量越多。

        另外,反應器床層和催化蒸餾塔反應段溫度高易副反應,主要表現(xiàn)為MTBE產(chǎn)品中MSBE、DIB增多。通過優(yōu)化,蒸餾塔頂壓力由0.55MPa調(diào)整到0.45MPa,反應床層溫度由62℃調(diào)整到52℃,不僅減少了DIB、MSBE生成,提高MTBE產(chǎn)品質(zhì)量,還降低了蒸汽的消耗量。

        由此可見,開工初期反應物料系統(tǒng)中甲醇較多時可適當提高催化蒸餾塔壓力,加快塔底得到較純MTBE產(chǎn)品;控制甲醇進料量后,降低催化蒸餾塔壓力,可節(jié)能降耗,提高產(chǎn)品純度。

        (四)控制醇烯比

        醇烯比是操作控制的關鍵參數(shù)。通過不斷調(diào)整反應進料甲醇量及催化蒸餾塔補甲醇量,將醇烯比調(diào)整為1.05~1.20。調(diào)整后,降低了反應床層溫度,減少異丁烯二聚物生成,同時也降低MSBE含量。

        四、結(jié)語

        開工初期采取措施后:(1)節(jié)省中壓蒸汽1.2t/h,可節(jié)省約130萬元/年;(2)減小回流泵等機泵功率,可節(jié)省約10萬元/年;(3)降低催化蒸餾塔操作溫度,避免催化劑床層飛溫,提高催化劑使用壽命,降低冷凝水用量;(4)加快開工初期產(chǎn)品MTBE合格,實現(xiàn)節(jié)約、環(huán)保生產(chǎn),取得良好的經(jīng)濟效益。

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