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。
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