MTBE装置节能降耗探讨论文

MTBE装置节能降耗探讨论文

　　摘要：MTBE作为最常用的化学试剂和反应溶剂在化工产业中的应用非常广泛。由于MTBE能够对环境产生污染，所以必须要加强MTBE装置的节能降耗处理。本文通过对于MTBE装置节能降耗进行分析，明确其节能降耗的主要措施，从而增强化工产业绿色发展的水平。

　　关键词：MTBE装置；节能降耗技术；存储管理

　　1、MTBE概述

　　工业甲基叔丁基醚（MTBE）主要以炼油液化气混合碳四和工业甲醇为原料，由于液化气碳四中的硫化物绝大部分富集到了MTBE中，因此，以炼油混合碳四为原料生产的MTBE的硫含量较高，一般低的在100μg/g左右，高的可达2000-3000μg/g。随着经济不断发展和对环保要求的不断加强，车用汽油的硫含量指标越来越严。目前在北京、上海、广州等经济发达的城市，车用汽油己执行硫含量小于10μg/g的国V排放标准，天津、河北、山东、长三角、珠三角实施汽油国V排放标准的时间也己提前。MTBE作为清洁汽油的调和组分，加入量一般在10-20%之间，因此将MTBE的硫含量降低到1Oμg/g以下，也是汽油质量升级到国V排放标准的必然要求。如果MTBE用作化工原料，则硫含量一般要求低于5μg/gMTBE中硫化物主要来源于生产原料混合碳四。在MTBE的生产过程中，MTBE比碳四烃对硫化物有更高的溶解性，且绝大部分硫化物的沸点较碳四烃的沸点高，因此，进料碳四中的硫化物绝大部分被富集到MTBE产品中。MTBE降硫有两个方向:一是降低原料的硫含量(即前脱硫工艺)；二是对高硫MTBE进行脱硫处理(即后脱硫工艺)。河北精致科技有限公司，为适应国IV汽油质量升级开发了液化气深度脱硫技术(专利ZL200910250279.8)。采用该项技术，一般催化液化气的总硫可降低到5μg以下，焦化液化气的总硫可降低到50μg/g以下。与该技术配套生产的MTBE产品总硫，可降低到了50μg/g以下，最低达到20μg/g。但针对国V汽油质量升级，目前国内使用的MTBE前脱硫工艺，存在着投资大、运行费用高、产品质量不稳定等缺点，为此，河北精致科技有限公司又开发了“一种低含硫甲基叔丁基醚的生产方法”专利技术。该技术工艺简单，对原料MTBE硫含量的适应范围宽(20-1200μg/g)，产品质量稳定(硫含量控制在10μg/g或5μg/g以下均可)，投资少，运行费用抵，无三废排放。配合液化气深度脱硫技术使用，还可大幅降低从液化气脱硫醇到MTBE后脱硫工艺过程的脱硫能耗，进一步降低低硫MTBE的生产成本。液化气经过脱硫醇后，液化气中的硫醇硫等活性硫化物，可以被彻底脱除，转化成高沸点的二硫化物，大部分被反抽提油带走，少量的留在液化气当中。经气分和MTBE生产过程后，由于MTBE比醚后碳四对硫化物有更高的溶解性，液化气中这些高沸点硫化物全部富集到了产品MTBE当中。根据沸点差，含硫MTBE经过蒸馏将高沸点硫化物从MTBE当中切除，是MTBE萃取蒸馏降总硫专利技术(专利公告号:201110397611.0)的基本原理。对MTBE实施萃取再蒸馏，低硫的MTBE从塔顶蒸出，高硫馏分在塔底循环，高度富集了含硫化合物的副产物部分从塔底抽出，可作为加氢装置的原料。为了提高脱硫效果，降低MTBE损失，防止塔底发生生成胶质、缩聚、结焦反应，加入萃取防胶剂，优化工艺技术，是MTBE萃取再蒸馏技术有效手段。采用本项专利技术可生产硫含量10μg/g的MTBE产品，产品收率达到99%以上。适当降低收率时，硫含量可小于5μg/g。既可满足国V清洁汽油的调合，也可以满足作为化工原料的要求。

　　2、MTBE装置存在的主要问题

　　2.1甲醇回收系统腐蚀

　　由于MTBE装置在长时间使用之后设备会出现腐蚀的问题，其中甲醇回收系统的萃取塔受到腐蚀影响非常严重。通常情况下，如果萃取塔被腐蚀之后必须要针对萃取塔进行清理。在清理的过程中发现有鳞片状的黑色堵塞物和红褐色的锈蚀物，并且塔内的筛孔会被黑褐色的碎渣进行堵塞。通过对于这些物质进行磁性分析，能够进一步判断这些物质属于四氧化三铁。

　　2.2MTBE装置蒸汽用量存在问题

　　MTBE装置中通过异丁烯进行转化，是放热反应，生产的热量能够有效实现降低能耗。由于MTBE装置运行阶，段蒸汽消耗存在于甲醇回收塔以及催化蒸馏塔之间，所以催化蒸馏塔对低压蒸汽进行消耗。通过对蒸馏塔进行数据分析可以将不同的`进料温度和塔底的重沸器进行联系，通过灵敏板温度串级控制催化蒸馏塔蒸汽的流量，能有效的减少蒸汽量的使用量。

　　3、节能降耗的对策

　　3.1腐蚀问题的解决对策

　　首先如果MTBE装置的萃取塔发生腐蚀问题，是必须要加强对净化器的净化功能。通过进行有效过滤能够将甲醇的金属离子和碱性物质含量降低。同时要将甲醇萃取水的酸碱值进行重点监控，并且要定期检查萃取水的酸碱值。如果发现萃取水酸碱值过高，则必须要对甲醇回收系统进行定期换水，必要的情况下可以加入碱来中和控制萃取水的酸值，但是避免加入的碱过量。在MTBE装置开工之前，首先要加强磺酸基的控制与处理，所以必须要严格控制原料的预热温度，降低离子过滤器的反应温度。要严格控制醇烯比，通过有效控制甲醇醚化反应生成的水。可以避免因为弱水浸泡而出现酸基团脱落的现象。对于MTBE装置甲醇回收系统会受到吸氧腐蚀的影响，所以必须要通过在甲醇回收装置中安装除氧设备，保证设备的安全运转，同时也可以降低进料的温度。避免氧活性的提升，减轻管线腐蚀程度。

　　3.2提升进料温度

　　通过采取逆流的方式进行换热，在冷热物料温度不变的情况下，加强对于冷物料的出口温度管理，首先利用翅片式的换热器来扩大散热面积，促进流体的湍流保证散热效率的提升，其次，可以将传热表面制作成为凹凸不平的形状实现增加扰动的效果，降低边界厚度来加强热传导的效率。还可以利用小金属颗粒涂抹在传热表面，从而有效提升传热面积也能够增加散热器的效率，利用流体扰动，对不同的异型管安装螺旋圈或金属卷片，提高流体扰动速度。减少对于热阻的传导影响。在蒸馏塔进料量与催化蒸馏塔底液位设置串级控制系统；塔顶压力用间接调节冷凝器冷却面积的方式控制；为保证回流罐顶不形成负压，采用热旁路的方式进行控制；为防止紧急情况下，热旁路调节不能解决回流罐顶负压的问题时，可用手操器控制，以在回流罐顶补入氮气的方式解决；塔顶回流采用了流量和塔顶温度串级调节的方式控制；产品外送采用了流量和塔顶回流罐液位串级调节的方式控制；塔底温度采用了温度一流量串级调节。

　　4、MTBE的存储管理

　　由于MTBE属于无色液体，但是具有醚样气味，所以具有易燃的特点，尤其是其蒸汽能够与空气形成爆炸混合物，通常情况下。MTBE能够挥发成蒸汽，其蒸汽能对眼睛黏膜及上呼吸道产生强烈刺激，所以必须要加强，对于MTBE的包装有效管理，避免对环境造成污染。如果发生MTBE物质泄漏的问题，应该迅速撤离，泄漏污染区的人员至安全区，并且进行隔离，严格限制人员出入，切断火源，避免发生爆炸事故，对应急处理人员应该佩戴正压式呼吸器，并且穿戴消防服，尽可能快速的切断泄漏源，防止MTBE进入到下水道和排水沟等空间。如果发生小量的泄漏，可以采用沙土等其它惰性材料吸收，如果发生大规模的泄漏事故，则应该通过构筑围堤或者挖坑的方式，对泄漏出的MTBE进行回收。利用泡沫覆盖的方法，可以避免MTBE产生蒸汽与空气发生结合，防止引发爆炸事故。对于现场的操作，应该加强通风，并且对相关人员进行专门培训，严格提高专业技术，通过将操作参数控制在正常范围，对温度、流量和压力等参数曲线自动调节。同时不允许超出工艺设置的参数，保障设备与人员安全。设备全部采用露天布置，以利通风、散热。按有关规定设计消防系统，保证出现事故时，能进行有效的消防。依托现有装置进行职业卫生设计，达到安全卫生的要求。压力设备需设置安全阀。装置需设有可燃气体报警仪。储存、处理和输送易燃、易爆、物料的设备、管道需采取静电接地和防雷措施。

　　5、结语

　　本文通过对于MTBE装置的甲醇回收系统设备腐蚀以及蒸汽用量的影响入手，通过针对性的措施，来降低MTBE装置中催化蒸馏的进料温度，可以有效的节省蒸汽用量提高节能降耗的效果，但需要注意的是，在此过程中，不应该过度提高进料温度，因为很多没有转换的异丁烯在蒸馏塔中，会发生放热反应，并且会导致MTBE产品的二聚物含量增加。

　　参考文献：

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