MTBE裝置節能降耗探討論文
MTBE裝置節能降耗探討論文
摘要：MTBE作為最常用的化學試劑和反應溶劑在化工產業中的應用非常廣泛。由於MTBE能夠對環境產生汙染，所以必須要加強MTBE裝置的節能降耗處理。本文透過對於MTBE裝置節能降耗進行分析，明確其節能降耗的主要措施，從而增強化工產業綠色發展的水平。
關鍵詞：MTBE裝置；節能降耗技術；儲存管理
1、MTBE概述
工業甲基叔丁基醚（MTBE）主要以煉油液化氣混合碳四和工業甲醇為原料，由於液化氣碳四中的硫化物絕大部分富集到了MTBE中，因此，以煉油混合碳四為原料生產的MTBE的硫含量較高，一般低的在100μg/g左右，高的可達2000-3000μg/g。隨著經濟不斷髮展和對環保要求的不斷加強，車用汽油的硫含量指標越來越嚴。目前在北京、上海、廣州等經濟發達的城市，車用汽油己執行硫含量小於10μg/g的國V排放標準，天津、河北、山東、長三角、珠三角實施汽油國V排放標準的時間也己提前。MTBE作為清潔汽油的調和組分，加入量一般在10-20%之間，因此將MTBE的硫含量降低到1Oμg/g以下，也是汽油質量升級到國V排放標準的必然要求。如果MTBE用作化工原料，則硫含量一般要求低於5μg/gMTBE中硫化物主要來源於生產原料混合碳四。在MTBE的生產過程中，MTBE比碳四烴對硫化物有更高的溶解性，且絕大部分硫化物的沸點較碳四烴的沸點高，因此，進料碳四中的硫化物絕大部分被富集到MTBE產品中。MTBE降硫有兩個方向:一是降低原料的硫含量(即前脫硫工藝)；二是對高硫MTBE進行脫硫處理(即後脫硫工藝)。河北精緻科技有限公司，為適應國IV汽油質量升級開發了液化氣深度脫硫技術(專利ZL200910250279.8)。採用該項技術，一般催化液化氣的總硫可降低到5μg以下，焦化液化氣的總硫可降低到50μg/g以下。與該技術配套生產的MTBE產品總硫，可降低到了50μg/g以下，最低達到20μg/g。但針對國V汽油質量升級，目前國內使用的MTBE前脫硫工藝，存在著投資大、執行費用高、產品質量不穩定等缺點，為此，河北精緻科技有限公司又開發了“一種低含硫甲基叔丁基醚的生產方法”專利技術。該技術工藝簡單，對原料MTBE硫含量的適應範圍寬(20-1200μg/g)，產品質量穩定(硫含量控制在10μg/g或5μg/g以下均可)，投資少，執行費用抵，無三廢排放。配合液化氣深度脫硫技術使用，還可大幅降低從液化氣脫硫醇到MTBE後脫硫工藝過程的脫硫能耗，進一步降低低硫MTBE的生產成本。液化氣經過脫硫醇後，液化氣中的硫醇硫等活性硫化物，可以被徹底脫除，轉化成高沸點的二硫化物，大部分被反抽提油帶走，少量的留在液化氣當中。經氣分和MTBE生產過程後，由於MTBE比醚後碳四對硫化物有更高的溶解性，液化氣中這些高沸點硫化物全部富集到了產品MTBE當中。根據沸點差，含硫MTBE經過蒸餾將高沸點硫化物從MTBE當中切除，是MTBE萃取蒸餾降總硫專利技術(專利公告號:201110397611.0)的基本原理。對MTBE實施萃取再蒸餾，低硫的MTBE從塔頂蒸出，高硫餾分在塔底迴圈，高度富集了含硫化合物的副產物部分從塔底抽出，可作為加氫裝置的原料。為了提高脫硫效果，降低MTBE損失，防止塔底發生生成膠質、縮聚、結焦反應，加入萃取防膠劑，最佳化工藝技術，是MTBE萃取再蒸餾技術有效手段。採用本項專利技術可生產硫含量10μg/g的MTBE產品，產品收率達到99%以上。適當降低收率時，硫含量可小於5μg/g。既可滿足國V清潔汽油的調合，也可以滿足作為化工原料的要求。
2、MTBE裝置存在的主要問題
2.1甲醇回收系統腐蝕
由於MTBE裝置在長時間使用之後裝置會出現腐蝕的問題，其中甲醇回收系統的萃取塔受到腐蝕影響非常嚴重。通常情況下，如果萃取塔被腐蝕之後必須要針對萃取塔進行清理。在清理的過程中發現有鱗片狀的黑色堵塞物和紅褐色的鏽蝕物，並且塔內的篩孔會被黑褐色的碎渣進行堵塞。透過對於這些物質進行磁性分析，能夠進一步判斷這些物質屬於四氧化三鐵。
2.2MTBE裝置蒸汽用量存在問題
MTBE裝置中透過異丁烯進行轉化，是放熱反應，生產的熱量能夠有效實現降低能耗。由於MTBE裝置執行階，段蒸汽消耗存在於甲醇回收塔以及催化蒸餾塔之間，所以催化蒸餾塔對低壓蒸汽進行消耗。透過對蒸餾塔進行資料分析可以將不同的`進料溫度和塔底的重沸器進行聯絡，透過靈敏板溫度串級控制催化蒸餾塔蒸汽的流量，能有效的減少蒸汽量的使用量。
3、節能降耗的對策
3.1腐蝕問題的解決對策
首先如果MTBE裝置的萃取塔發生腐蝕問題，是必須要加強對淨化器的淨化功能。透過進行有效過濾能夠將甲醇的金屬離子和鹼性物質含量降低。同時要將甲醇萃取水的酸鹼值進行重點監控，並且要定期檢查萃取水的酸鹼值。如果發現萃取水酸鹼值過高，則必須要對甲醇回收系統進行定期換水，必要的情況下可以加入鹼來中和控制萃取水的酸值，但是避免加入的鹼過量。在MTBE裝置開工之前，首先要加強磺酸基的控制與處理，所以必須要嚴格控制原料的預熱溫度，降低離子過濾器的反應溫度。要嚴格控制醇烯比，透過有效控制甲醇醚化反應生成的水。可以避免因為弱水浸泡而出現酸基團脫落的現象。對於MTBE裝置甲醇回收系統會受到吸氧腐蝕的影響，所以必須要透過在甲醇回收裝置中安裝除氧裝置，保證裝置的安全運轉，同時也可以降低進料的溫度。避免氧活性的提升，減輕管線腐蝕程度。
3.2提升進料溫度
透過採取逆流的方式進行換熱，在冷熱物料溫度不變的情況下，加強對於冷物料的出口溫度管理，首先利用翅片式的換熱器來擴大散熱面積，促進流體的湍流保證散熱效率的提升，其次，可以將傳熱表面製作成為凹凸不平的形狀實現增加擾動的效果，降低邊界厚度來加強熱傳導的效率。還可以利用小金屬顆粒塗抹在傳熱表面，從而有效提升傳熱面積也能夠增加散熱器的效率，利用流體擾動，對不同的異型管安裝螺旋圈或金屬卷片，提高流體擾動速度。減少對於熱阻的傳導影響。在蒸餾塔進料量與催化蒸餾塔底液位設定串級控制系統；塔頂壓力用間接調節冷凝器冷卻面積的方式控制；為保證迴流罐頂不形成負壓，採用熱旁路的方式進行控制；為防止緊急情況下，熱旁路調節不能解決迴流罐頂負壓的問題時，可用手操器控制，以在迴流罐頂補入氮氣的方式解決；塔頂回流採用了流量和塔頂溫度串級調節的方式控制；產品外送採用了流量和塔頂回流罐液位串級調節的方式控制；塔底溫度採用了溫度一流量串級調節。
4、MTBE的儲存管理
由於MTBE屬於無色液體，但是具有醚樣氣味，所以具有易燃的特點，尤其是其蒸汽能夠與空氣形成爆炸混合物，通常情況下。MTBE能夠揮發成蒸汽，其蒸汽能對眼睛黏膜及上呼吸道產生強烈刺激，所以必須要加強，對於MTBE的包裝有效管理，避免對環境造成汙染。如果發生MTBE物質洩漏的問題，應該迅速撤離，洩漏汙染區的人員至安全區，並且進行隔離，嚴格限制人員出入，切斷火源，避免發生爆炸事故，對應急處理人員應該佩戴正壓式呼吸器，並且穿戴消防服，儘可能快速的切斷洩漏源，防止MTBE進入到下水道和排水溝等空間。如果發生小量的洩漏，可以採用沙土等其它惰性材料吸收，如果發生大規模的洩漏事故，則應該透過構築圍堤或者挖坑的方式，對洩漏出的MTBE進行回收。利用泡沫覆蓋的方法，可以避免MTBE產生蒸汽與空氣發生結合，防止引發爆炸事故。對於現場的操作，應該加強通風，並且對相關人員進行專門培訓，嚴格提高專業技術，透過將操作引數控制在正常範圍，對溫度、流量和壓力等引數曲線自動調節。同時不允許超出工藝設定的引數，保障裝置與人員安全。裝置全部採用露天佈置，以利通風、散熱。按有關規定設計消防系統，保證出現事故時，能進行有效的消防。依託現有裝置進行職業衛生設計，達到安全衛生的要求。壓力裝置需設定安全閥。裝置需設有可燃氣體報警儀。儲存、處理和輸送易燃、易爆、物料的裝置、管道需採取靜電接地和防雷措施。
5、結語
本文透過對於MTBE裝置的甲醇回收系統裝置腐蝕以及蒸汽用量的影響入手，透過針對性的措施，來降低MTBE裝置中催化蒸餾的進料溫度，可以有效的節省蒸汽用量提高節能降耗的效果，但需要注意的是，在此過程中，不應該過度提高進料溫度，因為很多沒有轉換的異丁烯在蒸餾塔中，會發生放熱反應，並且會導致MTBE產品的二聚物含量增加。
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