MTBE裝置節(jié)能降耗探討論文

MTBE裝置節(jié)能降耗探討論文

　　摘要：MTBE作為最常用的化學試劑和反應(yīng)溶劑在化工產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用非常廣泛。由于MTBE能夠?qū)Νh(huán)境產(chǎn)生污染，所以必須要加強MTBE裝置的節(jié)能降耗處理。本文通過對于MTBE裝置節(jié)能降耗進行分析，明確其節(jié)能降耗的主要措施，從而增強化工產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展的水平。

　　關(guān)鍵詞：MTBE裝置；節(jié)能降耗技術(shù)；存儲管理

　　1、MTBE概述

　　工業(yè)甲基叔丁基醚（MTBE）主要以煉油液化氣混合碳四和工業(yè)甲醇為原料，由于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(chǎn)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(jīng)濟不斷發(fā)展和對環(huán)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(jīng)濟發(fā)達的城市，車用汽油己執(zhí)行硫含量小于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(diào)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(zhì)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于5μg/gMTBE中硫化物主要來源于生產(chǎn)原料混合碳四。在MTBE的生產(chǎn)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(chǎn)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(即后脫硫工藝)。河北精致科技有限公司，為適應(yīng)國IV汽油質(zhì)量升級開發(fā)了液化氣深度脫硫技術(shù)(專利ZL200910250279.8)。采用該項技術(shù)，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(shù)配套生產(chǎn)的MTBE產(chǎn)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(zhì)量升級，目前國內(nèi)使用的MTBE前脫硫工藝，存在著投資大、運行費用高、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定等缺點，為此，河北精致科技有限公司又開發(fā)了“一種低含硫甲基叔丁基醚的生產(chǎn)方法”專利技術(shù)。該技術(shù)工藝簡單，對原料MTBE硫含量的適應(yīng)范圍寬(20-1200μg/g)，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定(硫含量控制在10μg/g或5μg/g以下均可)，投資少，運行費用抵，無三廢排放。配合液化氣深度脫硫技術(shù)使用，還可大幅降低從液化氣脫硫醇到MTBE后脫硫工藝過程的脫硫能耗，進一步降低低硫MTBE的生產(chǎn)成本。液化氣經(jīng)過脫硫醇后，液化氣中的硫醇硫等活性硫化物，可以被徹底脫除，轉(zhuǎn)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(jīng)氣分和MTBE生產(chǎn)過程后，由于MTBE比醚后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(chǎn)品MTBE當中。根據(jù)沸點差，含硫MTBE經(jīng)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?qū)＠�技術(shù)(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，高硫餾分在塔底循環(huán)，高度富集了含硫化合物的副產(chǎn)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(fā)生生成膠質(zhì)、縮聚、結(jié)焦反應(yīng)，加入萃取防膠劑，優(yōu)化工藝技術(shù)，是MTBE萃取再蒸餾技術(shù)有效手段。采用本項專利技術(shù)可生產(chǎn)硫含量10μg/g的MTBE產(chǎn)品，產(chǎn)品收率達到99%以上。適當降低收率時，硫含量可小于5μg/g。既可滿足國V清潔汽油的調(diào)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(tǒng)腐蝕

　　由于MTBE裝置在長時間使用之后設(shè)備會出現(xiàn)腐蝕的問題，其中甲醇回收系統(tǒng)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后必須要針對萃取塔進行清理。在清理的過程中發(fā)現(xiàn)有鱗片狀的黑色堵塞物和紅褐色的銹蝕物，并且塔內(nèi)的篩孔會被黑褐色的碎渣進行堵塞。通過對于這些物質(zhì)進行磁性分析，能夠進一步判斷這些物質(zhì)屬于四氧化三鐵。

　　2.2MTBE裝置蒸汽用量存在問題

　　MTBE裝置中通過異丁烯進行轉(zhuǎn)化，是放熱反應(yīng)，生產(chǎn)的熱量能夠有效實現(xiàn)降低能耗。由于MTBE裝置運行階，段蒸汽消耗存在于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。通過對蒸餾塔進行數(shù)據(jù)分析可以將不同的`進料溫度和塔底的重沸器進行聯(lián)系，通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(jié)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(fā)生腐蝕問題，是必須要加強對凈化器的凈化功能。通過進行有效過濾能夠?qū)⒓状嫉慕饘匐x子和堿性物質(zhì)含量降低。同時要將甲醇萃取水的酸堿值進行重點監(jiān)控，并且要定期檢查萃取水的酸堿值。如果發(fā)現(xiàn)萃取水酸堿值過高，則必須要對甲醇回收系統(tǒng)進行定期換水，必要的情況下可以加入堿來中和控制萃取水的酸值，但是避免加入的堿過量。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(yù)熱溫度，降低離子過濾器的反應(yīng)溫度。要嚴格控制醇烯比，通過有效控制甲醇醚化反應(yīng)生成的水。可以避免因為弱水浸泡而出現(xiàn)酸基團脫落的現(xiàn)象。對于MTBE裝置甲醇回收系統(tǒng)會受到吸氧腐蝕的影響，所以必須要通過在甲醇回收裝置中安裝除氧設(shè)備，保證設(shè)備的安全運轉(zhuǎn)，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

　　通過采取逆流的方式進行換熱，在冷熱物料溫度不變的情況下，加強對于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，可以將傳熱表面制作成為凹凸不平的形狀實現(xiàn)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涂抹在傳熱表面，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。減少對于熱阻的傳導影響。在蒸餾塔進料量與催化蒸餾塔底液位設(shè)置串級控制系統(tǒng)；塔頂壓力用間接調(diào)節(jié)冷凝器冷卻面積的方式控制；為保證回流罐頂不形成負壓，采用熱旁路的方式進行控制；為防止緊急情況下，熱旁路調(diào)節(jié)不能解決回流罐頂負壓的問題時，可用手操器控制，以在回流罐頂補入氮氣的方式解決；塔頂回流采用了流量和塔頂溫度串級調(diào)節(jié)的方式控制；產(chǎn)品外送采用了流量和塔頂回流罐液位串級調(diào)節(jié)的方式控制；塔底溫度采用了溫度一流量串級調(diào)節(jié)。

　　4、MTBE的存儲管理

　　由于MTBE屬于無色液體，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(fā)成蒸汽，其蒸汽能對眼睛黏膜及上呼吸道產(chǎn)生強烈刺激，所以必須要加強，對于MTBE的包裝有效管理，避免對環(huán)境造成污染。如果發(fā)生MTBE物質(zhì)泄漏的問題，應(yīng)該迅速撤離，泄漏污染區(qū)的人員至安全區(qū)，并且進行隔離，嚴格限制人員出入，切斷火源，避免發(fā)生爆炸事故，對應(yīng)急處理人員應(yīng)該佩戴正壓式呼吸器，并且穿戴消防服，盡可能快速的切斷泄漏源，防止MTBE進入到下水道和排水溝等空間。如果發(fā)生小量的泄漏，可以采用沙土等其它惰性材料吸收，如果發(fā)生大規(guī)模的泄漏事故，則應(yīng)該通過構(gòu)筑圍堤或者挖坑的方式，對泄漏出的MTBE進行回收。利用泡沫覆蓋的方法，可以避免MTBE產(chǎn)生蒸汽與空氣發(fā)生結(jié)合，防止引發(fā)爆炸事故。對于現(xiàn)場的操作，應(yīng)該加強通風，并且對相關(guān)人員進行專門培訓，嚴格提高專業(yè)技術(shù)，通過將操作參數(shù)控制在正常范圍，對溫度、流量和壓力等參數(shù)曲線自動調(diào)節(jié)。同時不允許超出工藝設(shè)置的參數(shù)，保障設(shè)備與人員安全。設(shè)備全部采用露天布置，以利通風、散熱。按有關(guān)規(guī)定設(shè)計消防系統(tǒng)，保證出現(xiàn)事故時，能進行有效的消防。依托現(xiàn)有裝置進行職業(yè)衛(wèi)生設(shè)計，達到安全衛(wèi)生的要求。壓力設(shè)備需設(shè)置安全閥。裝置需設(shè)有可燃氣體報警儀。儲存、處理和輸送易燃、易爆、物料的設(shè)備、管道需采取靜電接地和防雷措施。

　　5、結(jié)語

　　本文通過對于MTBE裝置的甲醇回收系統(tǒng)設(shè)備腐蝕以及蒸汽用量的影響入手，通過針對性的措施，來降低MTBE裝置中催化蒸餾的進料溫度，可以有效的節(jié)省蒸汽用量提高節(jié)能降耗的效果，但需要注意的是，在此過程中，不應(yīng)該過度提高進料溫度，因為很多沒有轉(zhuǎn)換的異丁烯在蒸餾塔中，會發(fā)生放熱反應(yīng)，并且會導致MTBE產(chǎn)品的二聚物含量增加。

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