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发表于 2014-11-30 07:13 | 显示全部楼层 |阅读模式
5、个别MTBE装置每次投料后都发生床层超温现象,原因是什么?如何克服?
一般说,以FCC副产C4为原料的MTBE装置,无论什么类型反应器,只要开车方法正确,都不会发生开车时的床层超温现象。但是以乙烯副产品C4为原料,其中异丁烯含量较高在40%50%之间,投料时往往都发生床层超温。其原因如下:
① 裂解C4中异丁烯含量比FCC C4中异丁烯高1~2倍,同样的转化率,放热量大1~2倍,床层温升特别显著。
② 现在所用催化剂低温活性较好,往往30℃以下就能引发反应,所以即使进料不预热,也能使醚化反应进行。
③ 一旦有醚化反应进行,就有反应热放出,使床层温度升高,温度升高加速醚化反应进行,引起恶性循环,即反应→放热→升温→更快反应→更大量放热→更高反应温度。
④ C4物料与催化剂接触后立即发生以上反应—升温过程,此时反应器内物料尚未充满,外循环还未启动,床层温度已超过允许温度。外循环系统一启动,床层温度可立即得到控制。要想解决上述阶段的超温,有三种方法:
第一种方法:在反应器内进裂解C4以前,先向反应器内装一半不含异丁烯的混合C4,这样反应器在进含异丁烯C4时,床层尚未超温前,已充满C4料,充满C4后,即可启动外循环系统。在有外循环情况下,投料就不会发生床层超温现象。
第二种方法:在开工初期,将原料C4罐中加入一定量的不含异丁烯的混合C4,使C4中异丁烯含量在20%——30%,用这种C4开车,就安全多了。当反应器投料正常,外循环启动后,再切换裂解C4原料,就能正常操作。
第三种方法:在投料前,将反应器出口压力调到0.7MPa左右,这样进裂解C4原料后,床层温度很快升到75℃以上,床层内反应速度更快,但C4和甲醇混合物在75℃的饱和工蒸汽压大约是0.7MPa。醚化反应继续进行,床层温度再升高时,就有部分C4汽化,因此床层温度不会再升高了。此时相当于用混相床原理来开工,可以维持短时间内不升温,当C4原料充满反应器后,立即停止进料,启动外循环系统,床层温度立即得到有效控制。在转入正常操作时,先将反应器压力调到正常范围内。
6、个别MTBE装置投料后床层阻力特别大是什么原因?如何克服?
   个别MTBE装置开工时,因准备工作不完善,床层阻力特别大,其床层阻力降可大到1.5MPa;有的把支撑催化剂的工字梁和支撑圈全部压垮变形。是什么原因造成这么大的阻力呢?是开工工序不当,具体讲是催化剂的水份没有用甲醇置换出来所造成的。
    新鲜的树脂催化剂含水量约50%左右,这些水份浸润在催化剂小球的微孔内和外表面上,部分是吸附在催化剂活性基因上,有很强的吸附力。水和反应物料互不相溶,C4物料由进料泵增压后通过床层时,只能靠挤压这些催化剂表面的水层,阻力很大。根据液体在密闭容器的压强传递相等原理,作用在床层底部的总压力将达一百多吨,因此会出现支撑工字钢的变形。
    要避免上述阻力大的现象,只有遵照开工方案规定,把催化剂上的水份用甲醇浸泡法置换完全。C4和甲醇之间有溶解性,C4进料在含甲醇的催化剂床层,阻力一般在0.02~0.1MPa之间。若催化剂颗粒的微孔内充满水,会影响生成MTBE的转化率,只有当催化剂微孔中的水被甲醇置换出来,MTBE的生成率才能达到预期目标。
7、醚化反应器底部铺设80目不锈钢丝网以阻止催化剂颗粒的漏损,但有些装置用了不锈钢丝网,为什么催化剂还是漏掉了呢?
醚化用的树脂催化剂的全名叫大孔强酸性阳离子交换树脂,即构成催化剂的本体—聚苯乙烯的每个苯环都有一个磺酸根,这个磺酸根就是催化剂的活性基团,起催化作用。一旦这个活性基团脱落或被金属离子中和失去酸性,催化剂就没有活性了。所以醚化反应器中凡与催化剂接触的金属都必须是不锈钢材质,其目的有两个:一是防止设备腐蚀,二是防止催化剂中毒失活。这里所说的不锈钢是个简称,实际上(不锈钢有很多牌号)应该是0Cr18Ni9Ti(也可以是0Cr18Ni10Ti,或0Cr18Ni11Ti),必须是含Ti的不锈钢。床层底部铺的80目钢丝网也必须是含Ti的钢丝网,这种不锈钢丝网必须从丝网生产厂家定购。若是从市面上去买,很可能是不含Ti的不锈钢丝网,它只用于日常生活中防治水锈。不适合用于MTBE醚化反应器中。
    另外,醚化催化剂表面上可能含有游离的酸。这是在生产催化剂最后一道工序—水洗时没有按规范操作的原故,这个游离的酸是比较稀的硫酸,这对不含钛的不锈钢丝网是有腐蚀性的。另外在醚化反应中有短时的或局部的超温现象发生,有或多或少的磺酸根脱落,这些脱落的磺酸根随物流通过丝网,对不合格的不锈钢丝网必然造成腐蚀,导致催化剂漏损。要解决这个问题,一是用合格不锈钢丝网;二是从操作上规范化;三是催化剂厂要严格水洗,防止催化剂带游离酸。
8、醚化催化剂使用到后期如何延长使用寿命?
   MTBE树脂催化剂使用到后期活性逐渐降低,其失活原因有多种,其中有中毒性失活、磺酸根脱落失活和微孔堵塞性失活。由于各生产厂的操作条件不同,催化剂失活的原因也不同,可能某一个是主要原因,也可能三种原因共存。但无论是哪种原因,催化剂活性低了怎么办,用什么办法来提高装置的生产能力?
   实践表明,提高操作温度可以提高MTBE的生成率。一般来说,催化剂活性是逐渐降低的,反应温度也是逐渐提高的。MTBE反应动力学表明,反应温度提高10℃,反应速度可高0.7~0.8倍,使合成MTBE反应较快的达到平衡转化率。试验表明,催化剂交换容量为2.25mmolH+/g(干),69℃时异丁烯的转化率为76.2%,提高反应温度到80℃,异丁烯的转化率提高到91.0%,可有效地弥补催化剂活性的降低。当操作温度提高到80℃时,催化剂的脱磺速度高于70℃的脱磺速度,其使用寿命将面临枯竭,应及时准备新鲜催化剂,当催化剂活性再降低时,应立即更换新的催化剂。
9、反应器床层温度偏高应怎样调节?
    醚化反应器床层温度偏高,从以下几个方面检查和调节:
   ① 如果醚化反应器进料有预热器,检查是否预热温度太高,可适当降低进料的预热温度。
   ② 如果醚化反应器有外循环系统,查看是否是循环比太小或冷却效率不够,可适当加大循环比或冷却水量来控制床层温度。
   ③ 检查进料醇烯比是否适当,如果醇烯比偏低,提高醇烯比,减少床层中异丁烯自聚可有效降低床层温度。
10、醚化反应器温度波动大的原因及处理方法
    醚化反应器内温度波动有如下几种情况:
① C4和甲醇的流量不稳定或C4中异丁烯含量不稳定,造成醇烯比不稳定,从而引起
反应器温度波动。如是这种情况,稳定醇烯比是主要手段,必要时,可适当提高醇烯比来稳定床层温度。
② 反应系统压力波动大,从而引起床层温度波动。检查压力控制仪表是否失灵,它的PID参数是否合适,稳定压力后,床层温度也可稳定了。
③ 反应器的下游设备—共沸蒸馏塔或催化蒸馏塔的压力波动较大,引起反应器压力波动。此时应先行对共沸蒸馏塔(或催化蒸馏塔)稳定操作。
11、如何判断反应器内催化剂的跑损及处理方法?
反应器底部催化剂支撑或不锈钢丝网安装不严格以及其他原因都会引起从反应器底部流失。一般讲,催化剂流失是从一个很小的孔洞随反应物料一起向下游流失,随后越来越多,造成大量流失的。如何判断反应器内催化剂是否流失了呢?有以下几种现象:
① 催化剂从反应器流失后,反应器内温度分布不均匀。提高反应器入口温度后,床层温度上升不明显,床层温度上升不明显,反应效率降低,甚至达不到反应要求。
② 反应器内催化剂流失后,回落到共沸蒸馏塔(或催化蒸馏塔)底部,塔釜温度较高(约130℃左右),此时塔釜中的MTBE遇到催化剂后发生分解反应,塔釜MTBE产品中有甲醇和异丁烯出现。
③ 在塔釜底部采样和放料时,会发现有催化剂颗粒。如果确认有催化剂流失,应立即采取措施,防止流失扩大。一般应立即停车,检查催化剂流失部位和流失量。然后卸出催化剂,查明流失原因,采取补救措施后,重新装入足量的催化剂。对流失催化剂通过的管道和设备进行清理,加入钝化剂后,重新开车。如果催化剂不是大量流失,而是微量细微颗粒流到下游塔釜内,也会出现塔釜MTBE产品中有微量异丁烯和甲醇,此时不一定要停车处理,只需要从塔的提馏段的备用口加入适量的钝化剂,使这些落入塔内的微小催化剂失去活性即可。
12、为什么要控制反应器的C4原料中C5的含量?
因为C5的平均沸点是35℃左右,C4的平均沸点是0℃左右,二者相差约35℃,在进行MTBE产品分离时,C5不能随C4从塔顶排出,这样产品MTBE中就含有C5组分,影响MTBE产品纯度。另外,C5的沸点比MTBE的沸点(55℃)低,C5随MTBE从塔底排出是不畅通的。在塔的提馏段内首先积聚大量的C5之后才能从塔底排出,因此塔的灵敏点(在提馏段的中间偏上的部位)的温度要比原先偏高,影响塔蒸汽供应量,必须对灵敏点调节参数做出调整,塔的供蒸汽量才能正常控制。
13、如何根据分析报告单判断反应岗位操作的好坏?
醚化反应岗位的二个重要数据是异丁烯的转化率和醇烯比,其中异丁烯转化率是最重要的。因为装置的产量和产品的质量都与转化率相关。从分析报告单中还可判断原料是否带水。产物中叔丁醇含量高了,说明原料带水严重,必须设法脱除。反应产物中剩余甲醇量也是一个重要参数,如果反应后物料中不含甲醇,说明醇烯比太小,应立即增加甲醇进料量;如果反应后物料中甲醇剩余量太大,影响MTBE产品质量,必须立即减少甲醇进料量。反应产物中剩余异丁烯较多,达不到要求的转化率,应及时调整操作条件,如:增加醇烯比、减少外循环量、提高反应器入口温度和反应器出口温度、减少进料量等。
14、为什么开车、停车是甲醇泵要先开后停?
    在合成MTBE过程中,除主反应外,还有很多副反应发生,其中异丁烯二聚是最可能发生且影响最大的反应。如果甲醇进料量小,反应会立即产生二聚物,同时放出大量的反应热,高温下二聚反应速度更快,这种恶性循环的产生,其结果是催化剂很快失活,所以必须采取各种措施,避免这种事故的发生。此类事故多发生在开车、停车过程。装置开、停车时,要做的事情很多,但不要忘了醇烯比是最重要的事。装置开工时甲醇泵先开,停车时甲醇泵后停,就是为了保证醇烯比,是防止事故发生的必要措施之一。
15、合成MTBE装置反应器的开工步骤是什么?
    MTBE反应开工步骤大体上可分为以下几步:
① 反应器系统的全面吹扫、试密;
② 向反应器装催化剂;
③ 氮气置换,正压封存;
④ 催化剂甲醇浸泡,并建立循环;
⑤ 撤出浸泡甲醇到甲醇回收塔回收;
⑥ 向反应器进C4、甲醇原料,并调整操作。
16、什么叫萃取贫液?富液?什么叫萃余液?
  答:萃取剂可以循环使用,萃取——脱除——萃取。当萃取剂经脱除溶解的组分后又回到萃取塔,去的溶液叫萃取贫液。如T303底至T302的水。
    萃取剂经萃取塔将混合物中的某一组溶解后从塔底出来去解脱的溶液叫富液。如MTBE装置T302底部的甲醇和水溶液。
    从萃取塔顶部馏出的叫萃余液。如MTBE装置T302顶的碳四液态烃。
17、引蒸汽的原则是什么?
    答:引蒸汽的原则是先引主干线,待主干线排凝、吹扫、预热、引汽完毕以后,再以次引支干线。
18、在引蒸汽或使用蒸汽时怎样防止水击?
    答:为了防止水击,在引汽前,必须将低点排凝导淋打开,排尽凝结水,然后再缓慢引汽,使蒸汽管线或设备逐渐预热,并及时检查管线,待各点导淋口见汽后,逐个关闭。
19、蒸汽吹扫的目的是什么?
    答:装置在开工前必须进行蒸汽吹扫(除了烷基化F级管线及系统以外),目的在于吹尽残存的铁锈,焊渣以及杂物等。并可考察工艺流程是否畅通,是否还有盲板该拆的未拆除,该装的未装上。
20、正常生产时,平时如何防止发生蒸汽系统水击?
    答:(1)蒸汽分水罐(汽水分离器)底部排水阀要做到稍有适当开度,及时将冷凝水排除掉。
    (2)蒸汽系统的末尾或最低点如有疏水器必须保持畅通,良好。
21.、精馏塔塔顶温度变高的原因有哪些?
答:(1)进料温度偏高;
    (2)塔压偏高;
(3)回流温度偏高,回流量偏小;
(4)蒸汽流量偏大。
22、精馏塔塔底液面过高的原因有哪些?
    答;(1)进料量过大或进料组成变重;
    (2)塔压增高或回流量偏高;
    (3)进料温度或塔底温度偏低;
    (4)塔底碳四抽出量偏小,或控制阀卡失灵。或液位计失灵。
23、精馏塔在开工时,系统内若有不凝性气体存在时,会产生什么结果?
答:(1)塔压较高、甚至超压;
    (2)各塔顶冷凝冷却器换热效果变差;
    (3)塔顶温度偏低,上不来;
    (4)各塔分馏效果变差。
24、精馏塔进料状态共有哪几种?
答:(1)过冷液体,
    (2)饱和液体(泡点进料),
    (3)气液两相;
    (4)饱和气体(露点进料),
(5)过热气体
25、简述异构压缩机的开车操作流程?
①检查压缩机是否具备开车条件(各电机是否有电;循环换水是否投用;氮气压力是否≥0.5MPa;各排空点、放净点是否关闭;压缩机入口蝶阀关闭;气液分离器出口阀关闭;回流调节阀阀组打开;排净压缩机腔体内液体;将降温C4喷液引至压缩机入口;打通气液分离器至压缩机喷液流程;PLC控制系统是否正常;现场各仪表是否可以正常工作;润滑油液位是否充足;润滑油温度是否正常。)
②待①确认无误时,投用氮封系统,并调整各氮封至额定压力;
③待②确认无误时,启动润滑油泵,给高位油箱建立液位,待高位油箱液位建立后,调整各润滑点油封压力至额定值,确保回油畅通
④待③确认无误时,打开气液分离器排火炬副线;打通V-1203→K-1202→V-1203、V-1203→K-1202→T-1201流程;将压缩机腔体排至零压;PLC确认压缩机是否具备开车条件;启动压缩机,待压缩机转速达到全速,电机电流下降至额定电流时,迅速打开压缩机入口蝶阀,同时打开C4喷液、气液分离器出口阀门,并根据压缩机出口压力变化缓慢关闭压缩机拍火炬副线。
⑤待压缩机运行稳定后,将前置气密封由氮气切换为工艺气
⑥清理作业区卫生,收好作业工具,离开作业现场。
发表于 2014-11-30 11:11 | 显示全部楼层
感谢分享!学习之中!
发表于 2014-11-30 11:17 | 显示全部楼层
感谢感谢,虽然不会化工专业的,还是学习了
发表于 2014-12-1 10:55 | 显示全部楼层
这些化学的知识不是咱的专业啊
发表于 2014-12-1 10:56 | 显示全部楼层
化学知识本人比较欠缺 受教了
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