MTBE产品硫含量超标原因分析及预防措施

2017-11-06陈祥彬董彩琴张耀霞

化工管理 2017年31期

关键词：中碳气分戊烷

陈祥彬董彩琴张耀霞

(陕西延长石油(集团)有限责任公司延安石油化工厂，陕西延安 727406)

MTBE产品硫含量超标原因分析及预防措施

陈祥彬董彩琴张耀霞

(陕西延长石油(集团)有限责任公司延安石油化工厂，陕西延安 727406)

本文阐述了MTBE产品硫含量超标的现状，通过因素分析，提出预防措施，进而通过对外购甲醇原料质量的严格把关、气分原料液化气的质量控制、脱戊烷塔及催化蒸馏塔的优化操作、催化蒸馏塔低点抽出线的辅助操作及保证设计负荷的加工量等措施，有效的降低了MTBE产品硫含量，对提高企业的汽油调和能力具有十分重要的意义。

MTBE产品；硫含量；原因分析；预防措施

0 引言

延安石油化工厂12万吨/年甲基叔丁基醚(简称MTBE)装置，以活化后的大孔径强酸性阳离子交换树脂为催化剂，不考虑树脂的活化和再生，为一次性装填催化剂[1]。联合二车间气分和MTBE装置为联合生产装置，上游气分装置的操作将影响到下游MTBE装置的平稳运行及产品质量合格。近期出现MTBE产品硫含量超标的情况，因此分析并找出影响MTBE产品硫含量的因素，并采取有效的预防措施，便显得尤为重要。

1 MTBE装置原料及产品硫含量的控制指标

1.1 原料硫含量的控制指标

表1 甲醇及碳四原料硫含量的控制指标

1.2 MTBE产品硫含量的控制指标

MTBE是一种无色、透明、高辛烷值的液体，具有醚样气味，是生产无铅、高辛烷值(马达法MON101，研究法RON117)[1]、含氧汽油的理想调合组份，作为汽油添加剂，已经在全世界范围内普遍使用。它不仅能有效提高汽油辛烷值，而且还能改善汽车性能，降低排气中CO含量，利于暖车和节约燃料，蒸发潜热低，对冷启动有利，常用于无铅汽油和低铅油的调合，同时可降低汽油生产成本。但对于汽油国五标准，对MTBE产品有着硫含量的要求。MTBE硫含量的控制指标如表2所示。

表2 MTBE产品硫含量的控制指标

2 MTBE装置醚化树脂催化剂对硫的吸附和解析过程描述

MTBE装置采用的是醚化树脂催化剂，树脂催化剂的结构分为骨架部分、活性基团及可交换离子三部分，强酸性的活性基团为是磺酸基，可交换离子是氢离子，正常情况下异丁烯和甲醇进入到催化剂反应孔道中反应生成MTBE，反应后的产物会在反应孔道内停留一段时间，由于反应的持续进行，早期生成的MTBE及异丁烯和甲醇离子会伴随物料析出，从而达到持续生产的目的。

当物料中硫伴随碳五进入到催化剂反应孔道内，由于硫不与其他离子反应，而是吸附到孔道的骨架上，同样在停留一段时间后才随着物料析出，而原料中硫的含量不稳定，当原料中硫降低后，MTBE产品中硫还会持续一段时间进行解析，造成硫含量超标的时间较长[2]。

3 MTBE产品中硫含量的现状分析

MTBE装置在2017年3月份进行大检修，4月1日开工，产品合格外送，但MTBE产品中硫含量较高，超出调和汽油的指标。在开工初期由于汽油精制装置未开工，导致气分脱戊烷塔塔底组分碳五一直未外送，在全回流的条件下造成硫随碳四进入到MTBE装置，4月8日至5月3日，硫含量较高，持续时间较长，数据如表3所示。

表3 MTBE产品硫含量

4 对影响MTBE产品硫含量的因素分析

4.1 甲醇原料的影响

甲醇原料为生产MTBE产品的原料之一，甲醇内所带的硫将全部进入到系统内，由于硫不参加反应，而会伴随MTBE产品送出装置，进而影响到MTBE对汽油的调和。

4.2 碳四原料的影响

由于我厂液化气精制装置采用胺洗+碱洗+水洗的加工工艺，因此液化气中不可避免携带含硫组分，含硫组分中硫醚与碳五组分相似，碳五含量高，携带的硫醚随之增多[3]。气分装置液化气原料中碳五含量超标，脱戊烷塔不能彻底分离，塔顶碳四组分中碳五组分超标，继而碳四原料不可避免携带部分含硫组分。进入MTBE装置后，经过一系列反应，含硫组分最终落入催化蒸馏塔底，致使MTBE产品总硫含量增大。因此气分原料中碳五指标的合格与否，会直接影响到MTBE产品，具体指标及关系如表4和图1所示。

表4 装置原料控制指标及控制装置

图1 三套装置原料、产品及控制关系

由图1可以看出，如果气分装置原料中碳五含量较高超过合格标准，会造成MTBE装置原料不合格，进而使得MTBE产品硫含量超标，具体数据如表5所示。

4.3 操作因素的影响

(1)气分装置脱戊烷塔操作因素的影响

气分装置脱戊烷塔的作用是分离碳四和碳五组分，在原料中碳五含量超标的情况下，会导致碳四产品或戊烷产品质量不合格。如果碳四产品不合格会造成MTBE产品纯度降低，硫含量升高。而戊烷产品不合格，会使戊烷产品中携带液化气，造成安全隐患。根据生产安排，要严格保证戊烷产品合格，力争碳四产品合格。

1. 青年编委任期3年。编辑部为获聘者颁发青年编委聘书，定期邀请其参加本刊编委会、审稿专家培训活动和学术交流活动。

(2)MTBE装置催化蒸馏塔操作因素的影响

MTBE装置催化蒸馏塔是生产MTBE产品的深度反应器，催化蒸馏塔分为三段，分别为精馏段、提馏段和反应段。反应段分为10段床层，每段床层装填一定数量的树脂催化剂。在硫组分进入到催化蒸馏塔后，会大量的积聚在反应床层，吸附到孔道的骨架上，在操作参数恒定的情况下，停留一段时间后，会落入塔底伴随MTBE产品送出装置。