MTBE裝置節能降耗淺析

郭琪 李雅珍 田琛

摘要：國家對環保問題不斷重視，使得 MTBE 節能降耗迫在眉睫，只有從多方面采取改進措施，才能夠實現節能降耗目標。

關鍵詞：MTBE;異丁烯;蒸汽;節能降耗

MTBE為甲基叔丁基醚的英文縮寫，是一種高辛烷值汽油添加劑，化學含氧量較甲醇低得多，利于暖車和節約燃料，蒸發潛熱低，對冷啟動有利，常用于無鉛汽油和低鉛油的調合。也可以重新裂解為異丁烯，作為橡膠及其它化工產品的原料，化工產業在發展中，經常會使用到 MTBE 化學試劑與 MTBE 裝置，提升生產效率，增加經濟收入。但此裝置在使用中，存在諸多問題，例如甲醇回收系統出現腐蝕現象、MTBE 裝置蒸汽用量等，并且對環境造成破壞，國家對環保問題不斷重視，使得 MTBE 節能降耗迫在眉睫。只有從多方面采取改進措施，才能夠實現節能降耗目標。

1 MTBE裝置簡介

玉門油田分公司煉油化工總廠MTBE裝置，于2005年4月動工興建，2006年7月建成，設計規模為2.5萬噸/年，投資4200多萬元，占地面積為810m2。本裝置以氣分裝置的碳四和外購甲醇為原料，其產品MTBE是高辛烷值汽油的重要添加劑。裝置的生產工藝采用齊魯石油化工研究院開發的催化精餾專利技術，初步設計由齊魯石油化工設計院編制，施工圖設計由齊魯石化設計院負責。MTBE脫硫系統，于2014年8月動工興建，2014年12月建成投產，采用MTBE萃取蒸餾降總硫技術，對MTBE實施萃取再蒸餾，低硫的MTBE從塔頂蒸出，高硫餾分在塔底循環，高度富集了含硫化合物的副產物部分從塔底抽出，作為加氫系統的原料。目前裝置分為三個操作單元：醚化反應及催化精餾單元、甲醇回收單元和MTBE脫硫單元，完成醚化反應、精餾、碳四水洗、甲醇回收和MTBE脫硫五個工序。

2 目前裝置存在的技能降耗方面的問題

2.1?C4原料中的異丁烯含量不能準確測量的問題

從氣分裝置來的原料C4與甲醇經過混合并控制醇烯比（摩爾比）在1.05～1.1之間，進入到催化劑床層后，在0.9±0.05MPa的壓力下發生醚化反應生成MTBE。

但是由于不能精確計量原料C4中異丁烯含量，往往會造成副反應的發生，副反應產物DIB、TBA本身的辛烷值較高，留在MTBE產品中，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，由于它的沸點很低，所以最終收集在C3烴中而不含在MTBE產品中，其余碳四組分與甲醇均不發生反應，可視為在工藝條件下的惰性物質，但都會造成裝置能耗的浪費。

2.2?甲醇回收塔的腐蝕問題

從催化精餾上塔T101/B塔頂流出的未反應C4與甲醇形成的共沸物，經E104冷凝器冷卻后，進入甲醇萃取塔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的上部進入，未反應C4與甲醇的共沸物從底部進入，水為連續相，未反應C4為分散相，二者逆相流動，在篩板塔盤的作用下，兩相充分接觸并完成傳質萃取過程，使醚后C4中的甲醇進入水相，形成甲醇水溶液。未反應C4相經水洗塔頂擴大段的減速沉降，脫除其中的游離水后排出裝置，一路可進入到液態烴站的液化氣成品罐，另一路可進入到汽油調和中間罐。水洗塔底排出的甲醇水溶液預熱后進入甲醇回收塔T103。甲醇回收塔T103采用常規蒸餾的方法，根據水和甲醇的沸點（揮發度）不同達到分離甲醇和水的目的。塔頂得到純度≥95.0%的甲醇循環利用，塔釜排水中含甲醇小于5%。

當 MTBE 裝置在使用一段時間后，其甲醇回收系統便會出現腐蝕等問題，腐蝕現象最為嚴重的部位位于萃取塔。主要原因是由于萃取塔結構在制造時，使用到的原材料為碳鋼設備，此種材質較易被腐蝕，在剩余C4取樣過程中會從過濾器中發現紅黑色的腐蝕雜質。

2.3?蒸汽用量問題

催化精餾塔A使用蒸汽進行加熱，由于塔A底部存有催化劑，影響塔的加熱效率，同時，蒸汽波動也會導致能耗升高。MTBE降硫塔T104底部重沸器使用蒸汽加熱，由于塔內萃取防膠劑的加入量不夠穩定可能導致塔底膠子，從而影響塔的加熱效率，造成蒸汽浪費。

3采取的節能降耗措施

3.1 精準測量C4中異丁烯含量

精準測量MTBE原料C4中異丁烯的含量可以精確調整醇烯比從而減少副反應的發生，減少裝置能耗。具體措施是啟用在線色譜分析儀，實時監控C4中異丁烯的含量，及時調整醇烯比。

3.2 采取措施降低腐蝕程度

首先，監控脫鹽水的純度，確保萃取水的酸堿值在正常范圍內。其次，在設備使用初期，需要嚴格把控原材料溫度，通過降低反應器的反應溫度，從而達到控制磺酸基團、避免腐蝕的作用。還應當控制醇烯比例，從而能夠對反應后生產的水進行控制，避免出現水量過多，導致酸基團在水浸泡作用下逐漸脫落。最后，針對吸氧出現的腐蝕問題，可采用斷絕氧氣的方式得以實現。但在實際中，完全斷絕氧氣操作十分困難。

3.3 減少蒸汽損耗

首先，根據氣溫實時調節進料加熱器E101蒸汽開度，減少蒸汽使用量，還可以通過切換離子保護器保證進料溫度滿足工藝要求。其次，對催化精餾塔底，T103底，T104底部乏汽框架分別加裝疏水閥門，達到阻氣排水的目的，從而減少蒸汽損耗，然后嚴格根據操作規程保證萃取防膠劑的準確連續加入，減少脫硫塔T104結膠現象，達到提高蒸汽使用效率的目的。最后考慮使用全廠凝結水回收系統回收的凝結水代替蒸汽成為各塔熱源從而達到節能的目的。

4 總結

對 MTBE 裝置實施節能降耗措施，充分發揮其優勢，在未來化工與其他行業發展中，MTBE 將起到重要作用，從多方面采取節能降耗措施，在保護環境的同時，提升生產效率，促進化工行業與其他行業的高速發展。

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