充分发挥催化剂在MTBE生产过程中的作用

2014-08-15杨劲松中国石油吉林石化公司锦江油化厂吉林132022

化工管理 2014年21期

杨劲松(中国石油吉林石化公司锦江油化厂吉林 132022)

甲基叔丁基醚（MTBE）主要有两个应用途径，一个是用于车用汽油添加剂生产高标号汽油，从而有效的降低汽车尾气对环境大气的污染，另一个就是用于分解制备高纯度的异丁烯。经过多年的发展，MTBE的生产技术和产量以及产品质量等都有了很大程度的飞跃。我国的MTBE生产开始的较晚，从技术与市场需求来看，与发达国家还存在一定的差距。催化剂是MTBE生产过程中占有非常重要的地位，对MTBE的产量以及产品质量等有着非常直接的影响。本文就MTBE装置中催化剂失活的原因进行了分析，并且提出了可行有效的解决措施，希望对充分发挥催化剂在MTBE生产过程中的作用有一定的参考价值。

一、MTBE装置中催化剂失活的原因

1.原料中的水

原料中的水分含量对催化剂的活性有一定的影响。如果原料中含有水，则会使树脂催化剂中的磺酸基就会脱落，或者水与磺酸基以氢键的形式结合起来，从而造成树脂催化剂的失活。另外，原料中的水还可以与异丁烯生产叔丁醇TBA，从而聚集在催化剂表面形成覆盖膜，使得催化剂与原料的接触面积减少，从而影响催化剂的使用效果。因此控制原料中的水分含量是保证催化剂能够发挥作用的必要条件。

2.原料中C5含量

生产MTBE原料中的C5含量也对催化剂的活性有一定的影响。如果原料中的C5含量比较高，则会由于C5中含有异戊烯等不饱和烯烃而发生一些副反应，提高MTBE生产的副产物含量，影响MTBE的产品纯度。生产实践表明，随着原料中C5含量的增加，MTBE中的副产物DIB、TBA、DME等都会有不同程度的增加。副产物含量的增加，就会抢占部分的酸性中心，从而使得催化剂的有效催化活性降低，影响其催化效果。

3.反应温度的影响

反应温度对催化剂的使用寿命有很大的影响。反应温度较低，催化剂的使用寿命就长，如果长期处于90-100℃的反应温度之下，催化剂中的磺酸基团很容易脱落，从而使催化剂的活性在很大程度上降低。MTBE的合成反应时一个放热的反应，因此反应温度控制在40-70℃时，产品中的副产物就会较少，能够得到纯度较高的MTBE，同时有利于催化剂的使用寿命和选择性能。

4.醇烯比的影响

在MTBE的工业生产过程中，甲醇和C4中异丁烯的分子比一般会控制在0.95（摩尔比）左右。主要是为了保证异丁烯的转化率以及催化剂的选择性和使用寿命。如果醇烯比过低，也就是甲醇的配比不够，异丁烯就会发生自聚反应，从而生产二聚物并且释放出大量的热量，提高床层的温度，不利于催化剂的使用寿命。而异丁烯二聚物还会对催化剂的通道进行堵塞，造成催化剂的局部失活。如果醇烯比过高，则又会加重甲醇回收塔的复合，从而给甲醇回收工作带来难度。

5.原料中的杂质离子

原料中存在某些杂质离子也会造成催化剂的失活。由于酸性的阳离子树脂催化剂遇到碱性离子会发生中和反应，从而失活。所以一般要求混合C4以及甲醇原料中不能够含有碱性离子，例如碱性氮、金属离子等等，这就需要在购进原料时进行严格把关。

二、生产中充分发挥催化剂作用的方法

1.控制原料的含水率

通常，原料中带水主要有两个途径，C4原料中带水和甲醇带水。通常原料中不会含有大量的游离水，C4原料带水主要是由于C4原料会经过气体分馏装置的脱丙烷塔底。液化气中的水分大部分会通过共沸到达塔顶。因此需要车间的液化气切水工做好工作，从而排除C4与水气的混合。甲醇主要有两个来源，新鲜甲醇和回收甲醇。通常甲醇的含水率都会经过化验室化验合格后才进入反应系统，基本控制在1%以下。购置的新鲜甲醇的含水量也能够低于1%。因此甲醇中含有的水量是可以忽略不计的。但是要注意甲醇回收的环节，保证回收甲醇的含水率，从而降低原料含水对催化剂性能的影响。

2.控制原料中的杂质含量

催化剂失活的主要原因之一就是受到阳离子的影响。因此对原料一定要严格把关，其含有的金属阳离子或者碱性物质的含量一定要在合格范围之内才能使用。另外，在生产过程中还可以采取一定的措施降低金属离子和键型物质对催化剂的影响，例如加强脱硫醇的操作、防止液态烃带碱、增加水洗罐换水频率、使用软化水、减少上游装置的停工检修次数、使用离子过滤器等等。