树脂催化剂在MTBE生产的应用分析论文_李瑞亚

中化泉州石化有限公司 福建 泉州 362100

摘要:通过对陶氏化学的Amberlyst 25wet树脂催化剂在MTBE装置的使用情况进行分析,结果表明,陶氏化学的Amberlyst 25wet树脂催化剂比丹东明珠D005-Ⅱ国产催化剂使用周期长,具有较高的活性、选择性,提高了反应转化率和MTBE产量。

关键词:树脂催化剂;转化率;活性;选择性

1前言

中化泉州石化有限公司13万吨/年MTBE装置的设计采用混相床-催化蒸馏深度转化组合工艺,一反三塔流程。由原料配制-混相反应、催化蒸馏以及甲醇萃取和回收三部分组成。该装置以催化裂化所产液化气经气体分馏后得到的混合碳四为原料,使混合碳四中的异丁烯与甲醇进行反应,转化为高辛烷值的MTBE产品。

泉州石化MTBE装置自2014年4月投产至2015年11月使用了陶氏化学的Amberlyst 25wet树脂催化剂,之后装置停工换剂,从2015年12月至2016年10月使用的是丹东明珠的D005-Ⅱ树脂催化剂。以下着重分析陶氏化学的Amberlyst 25wet树脂催化剂在生产中的应用。

2反应机理

混合碳四中的异丁烯和工业甲醇,以大孔强酸性离子交换树脂为催化剂,在温度35~75℃,压力0.65~0.85MPa(g)操作条件下合成甲基叔丁基醚(简称MTBE)。MTBE合成反应中有几种反应同时发生。

主反应为:

CH2=C(CH3)2+CH3OH (CH3)3COCH3(MTBE)

同时发生的副反应如下:

CH2=C(CH3)2+H2O (CH3)3COH(TBA)

2CH2=C(CH3)2 (CH3)2CH—CH=CH—CH(CH3)2(DIB)

因此,为尽可能避免副反应的发生,树脂催化剂必须具有良好的催化反应活性和选择性,并在适宜的工艺条件下,稳定操作。

3催化剂使用情况

3.1催化剂不同阶段分析对比

根据催化剂使用周期,由于装置首次开工,从2014年4月至6月分析数据尚未正常,暂将以2014年7月(反应初期)、2015年2月(反应中期)和2015年10月(反应后期)的数据进行分析。

通过表2数据可以看出,与醚化反应器出口异丁烯转化率的设计指标≥90%相比,反应初期、中期异丁烯的转化率远远超过了设计指标,由于该装置长期超负荷运行,导致反应后期的转化率急剧下降,但是其产品质量还是合格的。

3.3催化剂选择性分析

在MTBE合成反应中,除异丁烯与甲醇反应生成MTBE外,异丁烯还发生二聚或多聚反应,则生成MTBE的选择性Y为:Y=转化为MTBE的异丁烯摩尔数/已转化为反应物异丁烯的摩尔数。

由于该装置原料中异丁烯含量远低于设计指标19.36%,且原料中C5含量较高,但在Amberlyst 25wet树脂催化剂的作用下异丁烯的转化率仍然很高(超过设计值 ),产品MTBE 的纯度大于98%,辛烷值117[1]。由表3数据可知,在反应的前期、中期该催化剂的选择性很高,接近100%,只是到后期才稍微下降。

泵内吸入油液造成泵负荷加大,排气能力降低。需要对回收泵进行清理,保证泵内清洁。

2.3启动加油机加油时,流速较慢

加油加加油流速较慢也是加油机运行过程中的常见故障问题。针对这一问题具体应从以下方面进行检修工作。首先,需要对过滤网进行检查,如果过滤网出现故障或者是出现严重的堵塞就会导致加油过程中燃油输送速度变慢。其次,加油机内部零部件出现故障问题。导致加油机加油速度过慢的常见零部件故障问题主要有以下三种。(1)输油管线出现泄漏情况,一方面导致燃油外泄,另一方面导致外部空气进入油泵,导致油泵无法正常运转。针对这一故障,主要是要对加油机内部各管线的外表完整度进行检修,保证外壳的完整程度,避免泄漏。(2)油泵转速降低,主要是需要对油泵叶片进行检查,对于长时间运行下的叶片磨损要进行修补或者只更换新零件。(3)油气分离装置出现故障,这一故障的处理方式与输出燃油受阻中油气分离装置故障问题处理相似,都是需要清理分离网,保证分离网的畅通;对高压装置进行处理,保证分离过程装置内部的压强能够达到设计高度;对设备外表进行修补,保证设备外壳的完整性,避免外部空气进入设备。

三、总结

加油机是我国加油站实现正常生产经营活动的重要基础设备,而加油机常见的故障问题是(1)加油机可以正常打开,但是输出燃油受阻,(2)启动加油机加油时,流速较慢。针对这些故障现象需要我们针对具体故障原因进行具体探讨,通过不断提高设备检修技术与维修技术提高对加油机设备的应用水平,从而促进我国油气行业的健康持续发展。

参考文献:

[1]徐维.标准加油机计量检定中温度对测量误差的影响及减少温度误差的方法[J].中国标准化,2017(12)

[2]高宏.确保燃油加油机计量检定工作的质量提高防作弊工作的水平[J].计量与测试技术,2017(01)

论文作者:李瑞亚

论文发表刊物:《防护工程》2017年第20期

论文发表时间:2017/12/18

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