MTBE裝置節(jié)能降耗淺析

郭琪 李雅珍 田琛

摘要：國(guó)家對(duì)環(huán)保問(wèn)題不斷重視，使得 MTBE 節(jié)能降耗迫在眉睫，只有從多方面采取改進(jìn)措施，才能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能降耗目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：MTBE;異丁烯;蒸汽;節(jié)能降耗

MTBE為甲基叔丁基醚的英文縮寫(xiě)，是一種高辛烷值汽油添加劑，化學(xué)含氧量較甲醇低得多，利于暖車(chē)和節(jié)約燃料，蒸發(fā)潛熱低，對(duì)冷啟動(dòng)有利，常用于無(wú)鉛汽油和低鉛油的調(diào)合。也可以重新裂解為異丁烯，作為橡膠及其它化工產(chǎn)品的原料，化工產(chǎn)業(yè)在發(fā)展中，經(jīng)常會(huì)使用到 MTBE 化學(xué)試劑與 MTBE 裝置，提升生產(chǎn)效率，增加經(jīng)濟(jì)收入。但此裝置在使用中，存在諸多問(wèn)題，例如甲醇回收系統(tǒng)出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象、MTBE 裝置蒸汽用量等，并且對(duì)環(huán)境造成破壞，國(guó)家對(duì)環(huán)保問(wèn)題不斷重視，使得 MTBE 節(jié)能降耗迫在眉睫。只有從多方面采取改進(jìn)措施，才能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能降耗目標(biāo)。

1 MTBE裝置簡(jiǎn)介

玉門(mén)油田分公司煉油化工總廠MTBE裝置，于2005年4月動(dòng)工興建，2006年7月建成，設(shè)計(jì)規(guī)模為2.5萬(wàn)噸/年，投資4200多萬(wàn)元，占地面積為810m2。本裝置以氣分裝置的碳四和外購(gòu)甲醇為原料，其產(chǎn)品MTBE是高辛烷值汽油的重要添加劑。裝置的生產(chǎn)工藝采用齊魯石油化工研究院開(kāi)發(fā)的催化精餾專(zhuān)利技術(shù)，初步設(shè)計(jì)由齊魯石油化工設(shè)計(jì)院編制，施工圖設(shè)計(jì)由齊魯石化設(shè)計(jì)院負(fù)責(zé)。MTBE脫硫系統(tǒng)，于2014年8月動(dòng)工興建，2014年12月建成投產(chǎn)，采用MTBE萃取蒸餾降總硫技術(shù)，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，作為加氫系統(tǒng)的原料。目前裝置分為三個(gè)操作單元：醚化反應(yīng)及催化精餾單元、甲醇回收單元和MTBE脫硫單元，完成醚化反應(yīng)、精餾、碳四水洗、甲醇回收和MTBE脫硫五個(gè)工序。

2 目前裝置存在的技能降耗方面的問(wèn)題

2.1?C4原料中的異丁烯含量不能準(zhǔn)確測(cè)量的問(wèn)題

從氣分裝置來(lái)的原料C4與甲醇經(jīng)過(guò)混合并控制醇烯比（摩爾比）在1.05～1.1之間，進(jìn)入到催化劑床層后，在0.9±0.05MPa的壓力下發(fā)生醚化反應(yīng)生成MTBE。

但是由于不能精確計(jì)量原料C4中異丁烯含量，往往會(huì)造成副反應(yīng)的發(fā)生，副反應(yīng)產(chǎn)物DIB、TBA本身的辛烷值較高，留在MTBE產(chǎn)品中，不影響其使用性能，二甲醚的形成取決于溫度、空速和甲醇濃度，其選擇性很低，由于它的沸點(diǎn)很低，所以最終收集在C3烴中而不含在MTBE產(chǎn)品中，其余碳四組分與甲醇均不發(fā)生反應(yīng)，可視為在工藝條件下的惰性物質(zhì)，但都會(huì)造成裝置能耗的浪費(fèi)。

2.2?甲醇回收塔的腐蝕問(wèn)題

從催化精餾上塔T101/B塔頂流出的未反應(yīng)C4與甲醇形成的共沸物，經(jīng)E104冷凝器冷卻后，進(jìn)入甲醇萃取塔T102。選擇萃取的方法回收其中的甲醇，以水作為萃取劑（水與C4不互溶，卻能與甲醇完全互溶）。水從塔T102的上部進(jìn)入，未反應(yīng)C4與甲醇的共沸物從底部進(jìn)入，水為連續(xù)相，未反應(yīng)C4為分散相，二者逆相流動(dòng)，在篩板塔盤(pán)的作用下，兩相充分接觸并完成傳質(zhì)萃取過(guò)程，使醚后C4中的甲醇進(jìn)入水相，形成甲醇水溶液。未反應(yīng)C4相經(jīng)水洗塔頂擴(kuò)大段的減速沉降，脫除其中的游離水后排出裝置，一路可進(jìn)入到液態(tài)烴站的液化氣成品罐，另一路可進(jìn)入到汽油調(diào)和中間罐。水洗塔底排出的甲醇水溶液預(yù)熱后進(jìn)入甲醇回收塔T103。甲醇回收塔T103采用常規(guī)蒸餾的方法，根據(jù)水和甲醇的沸點(diǎn)（揮發(fā)度）不同達(dá)到分離甲醇和水的目的。塔頂?shù)玫郊兌取?5.0%的甲醇循環(huán)利用，塔釜排水中含甲醇小于5%。

當(dāng) MTBE 裝置在使用一段時(shí)間后，其甲醇回收系統(tǒng)便會(huì)出現(xiàn)腐蝕等問(wèn)題，腐蝕現(xiàn)象最為嚴(yán)重的部位位于萃取塔。主要原因是由于萃取塔結(jié)構(gòu)在制造時(shí)，使用到的原材料為碳鋼設(shè)備，此種材質(zhì)較易被腐蝕，在剩余C4取樣過(guò)程中會(huì)從過(guò)濾器中發(fā)現(xiàn)紅黑色的腐蝕雜質(zhì)。

2.3?蒸汽用量問(wèn)題

催化精餾塔A使用蒸汽進(jìn)行加熱，由于塔A底部存有催化劑，影響塔的加熱效率，同時(shí)，蒸汽波動(dòng)也會(huì)導(dǎo)致能耗升高。MTBE降硫塔T104底部重沸器使用蒸汽加熱，由于塔內(nèi)萃取防膠劑的加入量不夠穩(wěn)定可能導(dǎo)致塔底膠子，從而影響塔的加熱效率，造成蒸汽浪費(fèi)。

3采取的節(jié)能降耗措施

3.1 精準(zhǔn)測(cè)量C4中異丁烯含量

精準(zhǔn)測(cè)量MTBE原料C4中異丁烯的含量可以精確調(diào)整醇烯比從而減少副反應(yīng)的發(fā)生，減少裝置能耗。具體措施是啟用在線色譜分析儀，實(shí)時(shí)監(jiān)控C4中異丁烯的含量，及時(shí)調(diào)整醇烯比。

3.2 采取措施降低腐蝕程度

首先，監(jiān)控脫鹽水的純度，確保萃取水的酸堿值在正常范圍內(nèi)。其次，在設(shè)備使用初期，需要嚴(yán)格把控原材料溫度，通過(guò)降低反應(yīng)器的反應(yīng)溫度，從而達(dá)到控制磺酸基團(tuán)、避免腐蝕的作用。還應(yīng)當(dāng)控制醇烯比例，從而能夠?qū)Ψ磻?yīng)后生產(chǎn)的水進(jìn)行控制，避免出現(xiàn)水量過(guò)多，導(dǎo)致酸基團(tuán)在水浸泡作用下逐漸脫落。最后，針對(duì)吸氧出現(xiàn)的腐蝕問(wèn)題，可采用斷絕氧氣的方式得以實(shí)現(xiàn)。但在實(shí)際中，完全斷絕氧氣操作十分困難。

3.3 減少蒸汽損耗

首先，根據(jù)氣溫實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)進(jìn)料加熱器E101蒸汽開(kāi)度，減少蒸汽使用量，還可以通過(guò)切換離子保護(hù)器保證進(jìn)料溫度滿(mǎn)足工藝要求。其次，對(duì)催化精餾塔底，T103底，T104底部乏汽框架分別加裝疏水閥門(mén)，達(dá)到阻氣排水的目的，從而減少蒸汽損耗，然后嚴(yán)格根據(jù)操作規(guī)程保證萃取防膠劑的準(zhǔn)確連續(xù)加入，減少脫硫塔T104結(jié)膠現(xiàn)象，達(dá)到提高蒸汽使用效率的目的。最后考慮使用全廠凝結(jié)水回收系統(tǒng)回收的凝結(jié)水代替蒸汽成為各塔熱源從而達(dá)到節(jié)能的目的。

4 總結(jié)

對(duì) MTBE 裝置實(shí)施節(jié)能降耗措施，充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，在未來(lái)化工與其他行業(yè)發(fā)展中，MTBE 將起到重要作用，從多方面采取節(jié)能降耗措施，在保護(hù)環(huán)境的同時(shí)，提升生產(chǎn)效率，促進(jìn)化工行業(yè)與其他行業(yè)的高速發(fā)展。

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