文件名称：MTBE产品控制调节方法
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更新时间：2015-06-17 15:44:46
甲基叔丁基醚；醇烯比；调节方法
前言 本装置为8／3万吨／年MTBE／丁烯-1，MTBE生产工艺简单，操作缓和，对设备及材料无特殊要求，工程投资少，建设周期短，并且对环境的污染少，可节省“三废”处理的费用。我们环氧芳烃分部里EOEG装置投资费用多，设备要求严格，而且操作压力的大，易燃易爆：芳烃装置有苯，甲苯，二甲苯，三大污染源，对人体危害不小。丁二烯的乙腈极易燃烧，，而且容易让人恶心呕吐。相比较其他三个装置我们装置压力小，操作简单，污染小，相对投资也少。 MTBE不仅自身有很高的净辛烷值，而且对各种汽油有良好的调和效应，在汽油中加入少量的MTBE就能大大增加汽油的辛烷值。 MTBE的生产工艺可以作为分离C4馏分的一种方法，即通过生产MTBE将碳四馏分中的异丁烯除掉，也可以进一步提纯得到高纯度的1-丁烯和2-丁烯，或经水合制成仲丁醇。另一方面MTBE可以作为中间产物，在催化剂存在和一定的工艺条件下，将碳四馏分的综合利用，也有着十分重要的意义。 一、 MTBE部分流程简介 从上游丁二烯装置或罐区来的抽余碳四经过流量控制阀至碳四过滤器及碳四聚结器后，进入碳四原料罐，后经过碳四原料泵升压，再通过在线气相色谱分析仪分析异丁烯的含量后，对甲醇的流量进行调节，以满足醇烯比。 从罐区来的甲醇，经过流量计和液位控制阀进入甲醇原料罐，甲醇原料经过原料泵升压后，进入甲醇离子过滤器。过滤后的甲醇路过流量计及流量控制阀，送至碳四-甲醇混合物及静态混合物，进行充分混合，另一路作为补充甲醇分为两股，并分别经流量控制阀进入催化蒸馏塔。 碳四原料和甲醇在混合器中进行充分混合后，经过反应进料加热器，然后与第一外循环泵出口的反应物料混合，进入第一外循环混合器，最后进入第一反应器顶部进行醚化反应，反应物料从底部流出后，经过第一外循环冷却器冷却后分为两路，一路经联锁控制阀进入第一外循环泵升压，返回第一反应器。另一路与第二外循环泵出口的循环物料混合后，进入第二外循环混合器，后进入第二反应器顶部进行醚化反应，从反应器底部流出后的流程跟第一外循环流程一样，就不重复了，最后进入第三反应器顶部继续醚化反应。 反应后的物料从第三反应器底部流出后，经过压力控制阀进入催化蒸馏塔进料-MTBE产品换热器与催化蒸馏塔底MTBE产品换热后，进入催化蒸馏塔Ⅰ顶部。从催化蒸馏塔I的塔底出来的MTBE产品，进入催化蒸馏塔进料-MTBE产品换热器与第三反应器出料换热后，再进入MTBE产品冷却器冷却至40℃送往装置外MTBE产品罐区贮存。塔顶蒸出的催化蒸馏塔中间气体进入催化蒸馏塔II底部。 在催化蒸馏塔II的操作条件下，甲醇与C4形成共沸物，共沸物从塔顶馏出。馏出物的绝大部分经压力控制阀进入催化蒸馏塔冷凝器冷凝，冷凝液进入催化蒸馏塔回流罐，小部分气相则通过压差调节阀进入催化蒸馏塔回流罐，以控制塔顶压力。回流罐顶不凝气体经压力控制阀放至火炬管网。从回流罐中用催化蒸馏塔回流泵抽出冷凝液，一部分经流量调节阀用作催化蒸馏塔II的回流打入塔顶，一部分经回流罐的液位计和泵出口管线上的流量控制阀串级控制调节液位后作为甲醇萃取塔的进料。在催化蒸馏塔底部的物料MTBE含量较高，催化蒸馏塔中间液体经催化蒸馏塔中间泵升压后送入催化蒸馏塔I顶部。其流程如下图： 二、MTBE产品不合格的原因分析 1、醇烯比不合适； 2、反应床层温度不合适； 3、反应器压力不合适； 4、塔釜温度不合适； 5、催化蒸馏塔回流量不合适； 6、催化蒸馏塔回流温度不合适； 7、催化蒸馏塔塔顶压力不合适； 8、补充甲醇量不合适； 9、仪表出现问题； 10、化验分析问题； 11、塔体堵塞； 12、催化剂泄露，落入塔釜。 三、MTBE产品不合格的调节方法 1、醇烯比是指进料中的原料甲醇与异丁烯的摩尔比。当醇烯比较高时，可以使异丁烯的转换率增加，同时降低异丁烯的自聚。但是过量的甲醇容易生成二甲醚。若醇烯比较低，异丁烯很容易自聚放热，放出大量的热量，烧坏催化剂，所以醇烯比最好控制在1.05~1.15之间，其计算方法为： 醇烯比=1.751（0.3635CM+C甲）/（0.6365CM+C异丁烯） 2、反应床层温度的控制：若反应温度低，则反应速度慢，反应转化率低；随着反应温度的增加，反应速度增加。但当温度超过120℃时，二聚反应过多，不但在催化剂表面形成积碳现象，还会使催化剂上的磺酸根脱落堵塞催化剂微孔，引起催化剂失活。因此要严格控制原料入口温度，外循环量，外循环物料温度，进料量的大小，以及醇烯比的大小。温度最好控制在40℃~70℃. 3、反应器压力的控制：反应压力的大小，对于反应转化率影响不明显，主要是控制反应在液相状态下进行，同事起到隔离两系统的作用，防止催化蒸馏塔物料倒灌入反应系统。若压力较大，可能是进料中轻组分偏多或下游系统压力高。注意化验分析，使用合格原料并及时调整下游设备压力，也有可能是压力表失灵，要开旁路减压，尽快修复更换。 4、塔釜温度的控制：塔釜温度主要由塔釜蒸汽量控制，塔釜中MTBE的杂质主要是异丁烯，二聚物，甲醇，叔丁醇，和碳四。这些杂质只有碳四的沸点比MTBE沸点高，所以增加蒸汽量对提高MTBE产品质量没有多大提高。塔釜温度过高，不但容易使塔顶物料含有MTBE，还容易引起液泛。若塔釜温度较低，则灵敏点温度也较低，塔底产品中含有碳四或甲醇没法蒸上去，尤其是异丁烯的含量较多，致使MTBE产品不合格。塔釜温度低主要是因为蒸汽量小，塔釜物料太满，或再沸器堵塞，也有可能是仪表或调节阀故障，要及时对应各原因进行处理。塔釜温度最好控制在128℃~134℃. 5、催化蒸馏塔回流量的控制：如果回流量增加或减少的幅度不大时，对产品分离效果影响不是很明显，如果回流量增加很多，对产品分离没有坏处，但很有可能因为负荷增加而液泛，而且还增加了能耗。如果回流量减小很多，也会对产品分离构成危害，严重影响产品质量。用回流量的大小来控制塔顶温度的想法是错误的，刚进武汉石化在烷基化装置工作时，一次塔顶温度突然升高，我们便加大回流量来控制温度，结果塔顶温度没有降下来，回流罐先抽空，最后造成淹塔事故，接夜班的人员一通抱怨。催化蒸馏塔的回流比控制最好为1.5。 6、回流温度的控制：回流物料的温度主要由塔顶冷凝器冷却，回流物料温度高，主要是夏天里冷却水的温度较高，降热效果差，致使被冷却的物料温度降不下来，最后造成塔顶压力和温度偏高。可联系供水或调度及时降低冷却水温度。 7、催化蒸馏塔塔顶压力的控制: 催化蒸馏塔操作压力最好控制在0.56MPa~0.62MPa。产品分离效果受塔顶压力的影响，而塔顶压力又与反应段的温度有直接关系，塔的操作压力越高，反应段床层温度越高，所以塔顶压力要与反应段床层所希望的温度保持一致。塔顶压力受塔釜温度，灵敏点温度，回流量及回流温度的综合影响，塔顶压力控制了整个催化蒸馏系统的操作压力，不凝气过多容易使塔顶压力升高，要注意及时排放不凝气。 8、补充甲醇的控制：补充甲醇的数量，不要过大，也不要过小。一般从醚后碳四中甲醇含量粗略估计不甲醇是否合适，醚后碳四中甲醇含量在1%~2%之间为宜。MTBE合成反应是可逆反应，补加甲醇可以增加反应的推动力，达到异丁烯的深度转化的目的：在催化蒸馏段补加甲醇可以抑制异丁烯二聚物的产生，保证异丁烯的转化率；塔顶醚后碳四携带的甲醇量有限，甲醇量超过碳四共沸量时，甲醇就要落到MTBE中，不能一次从反应器中加过多的甲醇。 9、仪表问题：要结合正常生产情况下的条件进行前后核对比较，多做检查，如果真是仪表出现问题应该马上联系仪表进行检修维护，或跟换新的仪表。 10、化验分析问题:化验分析对系统操作只是参考，有时候化验分析也有可能出错，或是没有按规定采取样品，或是分析记录时出现错误，如果真是化验出现的错误，则可以重新采取新鲜样品进行分析。 11、塔体堵塞：由于长期使用，塔盘支架腐蚀或是催化剂安装不正确，以致发生局部的坍塌，以致物料流通不畅，塔压升高，产品质量不合格。若不是很严重，可等到更换催化剂时一起停工检修。若比较严重，则应马上停车检修。 12、催化剂泄露，落入塔釜：催化剂落入塔釜一般出现在开工初期，表现为化验分析MTBE产品长期不合格，塔底产品中碳四含量偏高。MTBE合成反应是可逆反应，塔底的MTBE又被分解成甲醇和碳四，此时可在塔底加入一定量的二乙胺，以破坏落入塔釜催化剂的活性。二乙胺加入期间，如果再沸器蒸汽量过高，极易造成二乙胺进入催化剂床层，破坏催化剂活性，从而影响产品质量，所以要多加小心。 总结 MTBE产品不合格，一般不是一个原因造成的，而是由很多多个因素共同造成的，而且这几个因素还是相互影响的，例如塔底蒸汽量大，则反灵敏点温度也相对上移偏高，塔顶的压力和温度也会增加，间接影响回流量。当MTBE产品不合格时，要找对原因，及时处理，争取产品早日合格。