MTBE催化剂失活原因分析及其工艺流程优化的研究

发布时间：2020-10-18 00:35

　　 甲基叔丁基醚,简称MTBE,是一种含氧有机化合物,因其在汽油调和中优良的相容性能和具有高的辛烷值,已经被广泛的用在汽油中作为辛烷值添加剂。另外,甲基叔丁基醚还能够促进燃料的完全燃烧、减少汽车一氧化碳等有害废弃的排放,从而大大减弱汽油车对环境的污染。因此,MTBE是近些年发展最快的石油化工产品之一。本论文针对生产MTBE装置在运行过程中遇到的催化剂使用寿命短的问题,从装置流程角度出发分析了催化剂的失活原因和引起催化剂失活的最主要问题:包括钾、钙、钠等金属离子侵入催化剂的酸性中心,催化剂上的磺酸根脱落和催化剂微孔被堵塞等。基于以上对催化剂失活原因分析,通过MTBE装置在反应器前增加一个预反应器,对青岛炼化公司的MTBE装置进行优化。通过加预反应器D112作为催化剂失活前移的缓冲罐,发挥缓冲罐对反应器中的催化剂所起到的保护作用,提高了MTBE催化剂的使用周期;另外,针对DIB含量、MSBE含量、TBA含量、甲醇含量较高作出相应的方案调整,比较了装置改进前后催化剂的使用寿命的变化。在青岛炼化公司MTBE装置优化的基础上,泉州石化公司进一步对装置进行优化调整,在反应前加两个相同的预反应器,分别是一开一备状态,预反应器中的催化剂更换周期达半年左右,从而更加完善的起到保护反应器中催化剂的作用。另外。考虑到MTBE装置中的催化剂主要是层析式失活,先将容易使催化剂失活的原料中硫醇和金属阳离子经过预反应处理后,再进反应器中进行催化反应,这样可明显提高反应器中催化剂的使用寿命。另外,从整个工艺设备的具体操控条件、对工艺中涉及到的相关的物料的性能的严格控制,以及对工艺过程中其他影响催化剂寿命的因素包括操作条件等的精细化管理,进一步提高了强酸性阳离子催化剂的使用性能及寿命。青岛炼化公司和泉州石化公司的MTBE装置流程的优化和精细化管理对延长装置使用催化剂的寿命起到了明显的作用。青岛炼化公司流程优化后,反应器中催化剂的使用周期大大的延长;泉州石化公司流程在青岛炼化公司流程优化的基础上进一步优化,催化剂使用周期延长到近两年(23个月左右)。
【学位单位】：中国石油大学(华东)
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：TE624.81;TQ426
【部分图文】：

图 2-1 青岛炼化公司分析中各种金属含量对比图Fig2-1 Qingdao Petrochemical Company of various metal content comparison char 2-1 可以看出，铁、钙在失活催化剂中的比例各占 29%，钠、镁在失活催分别约为 28%、12%，以上四种元素在失活催化剂中所占的比例较大，而的工艺加工路线和流程中没有同时能够带入这四种元素工艺。因此这几种在正常生产过程中带入系统的。通过查找与分析这些金属离子是在催化剂化剂进行水洗时带入系统的。这是因为在水洗时采用的不是脱盐水，而是钙、钠、镁这四种元素在水中的含量较大，因此导致失活催化剂中的这四高。

图 2-1 青岛炼化公司分析中各种金属含量对比图Fig2-1 Qingdao Petrochemical Company of various metal content comparison chart图 2-1 可以看出，铁、钙在失活催化剂中的比例各占 29%，钠、镁在失活催化例分别约为 28%、12%，以上四种元素在失活催化剂中所占的比例较大，而且司的工艺加工路线和流程中没有同时能够带入这四种元素工艺。因此这几种金是在正常生产过程中带入系统的。通过查找与分析这些金属离子是在催化剂卸催化剂进行水洗时带入系统的。这是因为在水洗时采用的不是脱盐水，而是新、钙、钠、镁这四种元素在水中的含量较大，因此导致失活催化剂中的这四种较高。

图 2-3 失活催化剂中金属含量分布图Fig2-3 Distribution of metal content in deactivated catalyst-3 分析可得：金属钠离子的含量在失活催化剂中占绝大部分，其次是铁的含量仅占到金属总量约 3%，针对整个生产过程，可能铁离子是在蚀而带入系统中的，而含有钠离子很可能是从上游装置脱硫后液化气。-4 中的硫化胺盐的含量即“总 S"、“总 N'’即二乙醇胺的含量和失活催含量作图，可得图 2-4 失活催化剂中氮、硫、总金属含量对比图。
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本文编号：2845525