MTBE裝置節(jié)能降耗探討論文

　　摘要：MTBE作為最常用的化學(xué)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(qiáng)MTBE裝置的節(jié)能降耗處理。本文通過(guò)對(duì)于MTBE裝置節(jié)能降耗進(jìn)行分析，明確其節(jié)能降耗的主要措施，從而增強(qiáng)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(chǔ)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(dá)2000-3000μg/g。隨著經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展和對(duì)環(huán)保要求的不斷加強(qiáng)，車(chē)用汽油的硫含量指標(biāo)越來(lái)越嚴(yán)。目前在北京、上海、廣州等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的城市，車(chē)用汽油己執(zhí)行硫含量小于10μg/g的國(guó)V排放標(biāo)準(zhǔn)，天津、河北、山東、長(zhǎng)三角、珠三角實(shí)施汽油國(guó)V排放標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)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(jí)到國(guó)V排放標(biāo)準(zhǔn)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(lái)源于生產(chǎn)原料混合碳四。在MTBE的生產(chǎn)過(guò)程中，MTBE比碳四烴對(duì)硫化物有更高的溶解性，且絕大部分硫化物的沸點(diǎn)較碳四烴的沸點(diǎn)高，因此，進(jìn)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(gè)方向:一是降低原料的硫含量(即前脫硫工藝)；二是對(duì)高硫MTBE進(jìn)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(guó)IV汽油質(zhì)量升級(jí)開(kāi)發(fā)了液化氣深度脫硫技術(shù)(專利ZL200910250279.8)。采用該項(xiàng)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(dá)到20μg/g。但針對(duì)國(guó)V汽油質(zhì)量升級(jí)，目前國(guó)內(nèi)使用的MTBE前脫硫工藝，存在著投資大、運(yùn)行費(fèi)用高、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定等缺點(diǎn)，為此，河北精致科技有限公司又開(kāi)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(jiǎn)單，對(duì)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(yùn)行費(fèi)用抵，無(wú)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(guò)程的脫硫能耗，進(jìn)一步降低低硫MTBE的生產(chǎn)成本。液化氣經(jīng)過(guò)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(diǎn)的二硫化物，大部分被反抽提油帶走，少量的留在液化氣當(dāng)中。經(jīng)氣分和MTBE生產(chǎn)過(guò)程后，由于MTBE比醚后碳四對(duì)硫化物有更高的溶解性，液化氣中這些高沸點(diǎn)硫化物全部富集到了產(chǎn)品MTBE當(dāng)中。根據(jù)沸點(diǎn)差，含硫MTBE經(jīng)過(guò)蒸餾將高沸點(diǎn)硫化物從MTBE當(dāng)中切除，是MTBE萃取蒸餾降總硫?qū)＠夹g(shù)(專利公告號(hào):201110397611.0)的基本原理。對(duì)MTBE實(shí)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(xiàng)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(dá)到99%以上。適當(dāng)降低收率時(shí)，硫含量可小于5μg/g。既可滿足國(guó)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(wèn)題

　　2.1甲醇回收系統(tǒng)腐蝕

　　由于MTBE裝置在長(zhǎng)時(shí)間使用之后設(shè)備會(huì)出現(xiàn)腐蝕的問(wèn)題，其中甲醇回收系統(tǒng)的萃取塔受到腐蝕影響非常嚴(yán)重。通常情況下，如果萃取塔被腐蝕之后必須要針對(duì)萃取塔進(jìn)行清理。在清理的過(guò)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(huì)被黑褐色的碎渣進(jìn)行堵塞。通過(guò)對(duì)于這些物質(zhì)進(jìn)行磁性分析，能夠進(jìn)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(wèn)題

　　MTBE裝置中通過(guò)異丁烯進(jìn)行轉(zhuǎn)化，是放熱反應(yīng)，生產(chǎn)的熱量能夠有效實(shí)現(xiàn)降低能耗。由于MTBE裝置運(yùn)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(duì)低壓蒸汽進(jìn)行消耗。通過(guò)對(duì)蒸餾塔進(jìn)行數(shù)據(jù)分析可以將不同的進(jìn)料溫度和塔底的重沸器進(jìn)行聯(lián)系，通過(guò)靈敏板溫度串級(jí)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(duì)策

　　3.1腐蝕問(wèn)題的.解決對(duì)策

　　首先如果MTBE裝置的萃取塔發(fā)生腐蝕問(wèn)題，是必須要加強(qiáng)對(duì)凈化器的凈化功能。通過(guò)進(jìn)行有效過(guò)濾能夠?qū)⒓状嫉慕饘匐x子和堿性物質(zhì)含量降低。同時(shí)要將甲醇萃取水的酸堿值進(jìn)行重點(diǎn)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(guò)高，則必須要對(duì)甲醇回收系統(tǒng)進(jìn)行定期換水，必要的情況下可以加入堿來(lái)中和控制萃取水的酸值，但是避免加入的堿過(guò)量。在MTBE裝置開(kāi)工之前，首先要加強(qiáng)磺酸基的控制與處理，所以必須要嚴(yán)格控制原料的預(yù)熱溫度，降低離子過(guò)濾器的反應(yīng)溫度。要嚴(yán)格控制醇烯比，通過(guò)有效控制甲醇醚化反應(yīng)生成的水?？梢员苊庖?yàn)槿跛荻霈F(xiàn)酸基團(tuán)脫落的現(xiàn)象。對(duì)于MTBE裝置甲醇回收系統(tǒng)會(huì)受到吸氧腐蝕的影響，所以必須要通過(guò)在甲醇回收裝置中安裝除氧設(shè)備，保證設(shè)備的安全運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)也可以降低進(jìn)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(jìn)料溫度

　　通過(guò)采取逆流的方式進(jìn)行換熱，在冷熱物料溫度不變的情況下，加強(qiáng)對(duì)于冷物料的出口溫度管理，首先利用翅片式的換熱器來(lái)擴(kuò)大散熱面積，促進(jìn)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(shí)現(xiàn)增加擾動(dòng)的效果，降低邊界厚度來(lái)加強(qiáng)熱傳導(dǎo)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(dòng)，對(duì)不同的異型管安裝螺旋圈或金屬卷片，提高流體擾動(dòng)速度。減少對(duì)于熱阻的傳導(dǎo)影響。在蒸餾塔進(jìn)料量與催化蒸餾塔底液位設(shè)置串級(jí)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(fù)壓，采用熱旁路的方式進(jìn)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(fù)壓的問(wèn)題時(shí)，可用手操器控制，以在回流罐頂補(bǔ)入氮?dú)獾姆绞浇鉀Q；塔頂回流采用了流量和塔頂溫度串級(jí)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(jí)調(diào)節(jié)的方式控制；塔底溫度采用了溫度一流量串級(jí)調(diào)節(jié)。

　　4、MTBE的存儲(chǔ)管理

　　由于MTBE屬于無(wú)色液體，但是具有醚樣氣味，所以具有易燃的特點(diǎn)，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(duì)眼睛黏膜及上呼吸道產(chǎn)生強(qiáng)烈刺激，所以必須要加強(qiáng)，對(duì)于MTBE的包裝有效管理，避免對(duì)環(huán)境造成污染。如果發(fā)生MTBE物質(zhì)泄漏的問(wèn)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(jìn)行隔離，嚴(yán)格限制人員出入，切斷火源，避免發(fā)生爆炸事故，對(duì)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(jìn)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(guò)構(gòu)筑圍堤或者挖坑的方式，對(duì)泄漏出的MTBE進(jìn)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(duì)于現(xiàn)場(chǎng)的操作，應(yīng)該加強(qiáng)通風(fēng)，并且對(duì)相關(guān)人員進(jìn)行專門(mén)培訓(xùn)，嚴(yán)格提高專業(yè)技術(shù)，通過(guò)將操作參數(shù)控制在正常范圍，對(duì)溫度、流量和壓力等參數(shù)曲線自動(dòng)調(diào)節(jié)。同時(shí)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(fēng)、散熱。按有關(guān)規(guī)定設(shè)計(jì)消防系統(tǒng)，保證出現(xiàn)事故時(shí)，能進(jìn)行有效的消防。依托現(xiàn)有裝置進(jìn)行職業(yè)衛(wèi)生設(shè)計(jì)，達(dá)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?xì)怏w報(bào)警儀。儲(chǔ)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(yǔ)

　　本文通過(guò)對(duì)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(guò)針對(duì)性的措施，來(lái)降低MTBE裝置中催化蒸餾的進(jìn)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(guò)程中，不應(yīng)該過(guò)度提高進(jìn)料溫度，因?yàn)楹芏鄾](méi)有轉(zhuǎn)換的異丁烯在蒸餾塔中，會(huì)發(fā)生放熱反應(yīng)，并且會(huì)導(dǎo)致MTBE產(chǎn)品的二聚物含量增加。

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