MTBE生产技术知识问答.doc
《MTBE生产技术知识问答.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《MTBE生产技术知识问答.doc(187页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、学习培训资料(烷基化车间)2004年11月MTBE生产技术知识问答1. 我厂用于制造MTBE的C4原料主要来源?组成?其中哪些杂质会造成催化剂失活?答:我厂用于制造MTBE的C4原料主要来自催化裂化装置产生的C4组分,其主要组成为:异丁烯含量在1520之间,异丁烷含量在4045之间,其余为正丁烷和其他C4烯烃。由于原料在气体分离时经过脱硫和水洗,因此含水量较高。水溶性金属离子如纳、钾、镁、铁等总含量在25mg/kg,有时可能会超过10mg/kg,这些金属阳离子进入催化剂后,会与催化剂中的磺酸根结合,生成磺酸盐,使催化剂失去酸性而使活。2. C4原料中的杂质如何脱除?答:首先可以用水洗的方法将杂
2、质脱除到1mg/kg以下,使它们的毒害作用减小到最低程度。其次可以用酸性的凝胶树脂或大孔径阳离子交换树脂作净化剂,使C4在进醚化反应器前先经过内装净化剂的保护床,使有害杂质在保护床内先行脱除。3. 甲醇中含有的有害杂质如何脱除?碱性化合物的允许含量是多少?答:甲醇因制造过程和原料的差异,而使得有的甲醇呈弱酸性,有的甲醇呈弱碱性。如果呈弱酸性,对醚化反应和催化剂基本没有影响,如果呈弱碱性,就会引起酸性催化剂失活。对于甲醇中的碱性物,必须在进入反应器前先进入保护床,予以脱除。为了使生产更顺利的进行,甲醇中碱性物的允许含量,最好是小于等于1mg/kg。4. 什么叫催化剂?催化剂作用的基本特征是什么?
3、答:催化剂是一种物质,它能改变化学反应速度,但它本身并不进入化学反应的化学计量。例如:C4和甲醇混合物在6070是不会发生醚化反应的,但在大孔径阳离子交换树脂的参与下,会有95的物料参与反应,而大孔径阳离子交换树脂的性质却并未发生变化,我们就称大孔径阳离子交换树脂为醚化反应的催化剂。催化剂作用的基本特征是:对化学反应具有选择性,一般来说,一种催化剂只对某一种或某一类化学反应起催化作用,而对其它化学反应则没有作用或作用不明显。它只能改变化学反应速度,而不能改变化学平衡。只能加速热力学上可能进行的化学反应,而不能加速热力学上不能进行的反应。5. 什么是催化剂活性?合成MTBE催化剂活性的一般表示方
4、法是什么?答:催化剂活性是表示催化剂加快化学反应速度的一种量度。换言之,催化剂活性是指催化反应速度与非催化反应速度之差。非催化反应速度小到可以忽略不计时,催化剂活性就相当于催化反应速度。在给定温度、压力、空速的条件下,合成MTBE的催化剂活性一般用原料异丁烯的转化率来表示。6. 什么是催化剂的选择性?答:催化剂在反应物料中并不是对热力学所允许的所有化学反应都能起到催化作用,而是特别有效地加速平行反应或串联反应中的一个或几个反应。催化剂对这种复杂反应有选择的发生催化作用的性能,称为催化剂的选择性。选择性的量度方法是主产物的产率。7. 什么是催化剂的稳定性?答:催化剂的稳定性通常以寿命表示,指催化
5、剂在使用条件下维持一定活性水平的时间(单程寿命)或者每次下降后经再生又恢复到许可活性水平的累计时间(总寿命)。催化剂的稳定性包括对高温热效应的热稳定性,对摩擦、冲击、重力作用的机械稳定性和对毒物作用的抗毒稳定性;此外还有对结焦积碳的抗衰变稳定性和对反应条件的化学稳定性等。8. 强酸性树脂催化剂有哪些主要特征?答:用于合成MTBE的树脂催化剂特征之一就是强酸性。量度其酸性大小的方法就是交换容量,交换容量越高,催化剂活性越好。特征之二是含水性。无论在催化剂生产过程中,或储存运输过程中,催化剂必须是含水的状态;绝对不含水的催化剂球体,再遇水时,就要崩裂成碎片。特征之三是它的溶胀性。不含水的催化剂(干
6、基)遇水后它的容积要增大(称为溶胀)。特征之四是它的安全性。该催化剂在反应中表现为强酸性,但它对操作人员来讲是安全的,无论是干基还是湿基,与人体短时接触时,是无毒无腐蚀性的。9. 强酸性树脂催化剂的主要技术指标有哪些?答:主要有:含水量、交换容量、堆密度、湿密度、真密度、粒度、比表面积、平均半孔径、孔容、溶胀比、交联度以及强度等。其中交换容量是最主要的技术指标之一,交换容量越高越好,好的树脂催化剂交换容量可达5.0mmolH/g(干)以上。10. 为什么醚化催化剂标牌上允许使用温度为120,但在生产过程中,床层温度到100以上时,催化剂就会失活?答:催化剂说的允许使用温度是由外部供热来说的,当
7、外部供热结束,温度下降到60时,催化剂的转化率和交换容量虽稍有下降,但能基本恢复。而在实际生产中,热量是由反应热产生的,超温会导致副反应急剧增加,催化剂上的酸根脱落,同时产生积炭,堵塞催化剂微孔,使催化剂失活。这与单纯的高温操作是不同的,所以应精心操作,避免超温现象发生。11. 醚化催化剂的失活原因有几种?答:能引起树脂催化剂失活如下三种原因: 催化剂活性中心的氢离子被碱性阳离子取代,使催化剂失去活性。 超温使催化剂上的磺酸根脱落,催化剂失活,同时腐蚀设备。 催化剂微孔被堵塞,使反应物无法进入微孔内进行反应,这种失活一般与超温失活同时发生。12. 辛烷值的物理意义是什么?什么叫马达法辛烷值?什
8、么叫研究法辛烷值?答:辛烷值是表示点燃发动机燃料抗暴的一个约定值。研究法辛烷值是研究低速运转下的抗爆性能,马达法是研究高速运转下的抗爆性能。13. 提高汽油辛烷值的途径有多少?答:可以靠用辛烷值高的物质加以调和。如MTBE、烷基化油、重整油、ETBE、TAME等。14. 炼油型MTBE工艺与化工型MTBE工艺有何区别?答:炼油型MTBE工艺主要生产MTBE用以调和汽油,对异丁烯转化率和产品纯度要求不高。化工型MTBE工艺以生产高纯度的1丁烯,或以生产高纯度的异丁烯为目的,要求异丁烯转化率很高(使剩余物料中不含异丁烯),产品纯度很高(以利于裂解产生高纯度的异丁烯)15. MTBE产品中的杂质有哪
9、些?那些是有害杂质?那些是无害杂质?答:MTBE产品中的杂质有C4、甲醇、叔丁醇、异丁烯聚合物、甲基仲丁基醚等。如果MTBE是用来调和汽油,则以上杂质除了异丁烯聚合物外都是无害杂质。如果MTBE是用来裂解生产高纯度的异丁烯的,则C4和甲基仲丁基醚是有害杂质。16. 什么是体积空速?答:空速也叫空间速度,对于均相反应来说,空速等于单位时间通过反应物的体积除以反应器的体积。对于装有固体催化剂的非均相反应来说,单位时间通过的反应物料的体积除以固体催化剂表观体积称为体积空速。17. 合成MTBE的主反应和副反应是什么?答:在纯醚化反应中,合成MTBE的主反应为:异丁烯甲醇MTBE副反应为:异丁烯水叔丁
10、醇、甲醇自聚二甲醚、异丁烯自聚二异丁烯在叠合醚化中,除合成MTBE反应外,异丁烯自聚生成二异丁烯也是主反应。18. 什么叫单一反应?什么叫可逆反应?答:反应物中A和B反应生成C,不伴随任何副反应,也不发生逆向反应的化学反应称之为单一反应。单一反应一般大多是无机反应。而大多数有机化学反应都不是单一反应,此类反应大都是合成反应的同时进行着分解反应,即合成反应与分解反应并存,且无论使用什么手段,都不能使转化率达到100,这种反应叫可逆反应。当可逆反应的正负反应速率相等时,反应达到平衡。19. 异丁烯的平衡转化率与反应条件中哪个因素有关?答:异丁烯与甲醇合成MTBE的反应是一个可逆放热反应,根据平衡式
11、推出平衡常数K,可以得出,温度越低,异丁烯的平衡转化率越高,温度越高,异丁烯的平衡转化率越低。由于反应温度的高低直接决定了反应速度的快慢,因此,需要综合考虑,选择适宜的反应温度,既能使异丁烯尽可能转化,又能有满意的反应速度。20. 什么叫反应速度?影响反应速度的主要因素是什么?答:反应速度是指单位时间内原料组分的减少量。影响反应速度的因素有催化剂、反应温度、反应物浓度、空速等。21. 什么叫反应转化率?它和反应速度有什么关系?答:反应组分中已转化的原料组分和进料中原料组分的比值叫转化率。以异丁烯为例:异丁烯转化率已转化的异丁烯的量进料异丁烯量。反应转化率和反应速度是两个不同概念的问题,但二者又
12、紧密相连。(见19题)22. 在工业装置上,如何使异丁烯转化率增大?答:增加催化剂量。减少进料量。改变反应温度。改变醇烯比。23. MTBE工业生产中进料醇烯比多少最合适?答:MTBE合成反应中,甲醇和异丁烯是等摩尔反应的,在纯醚化反应中,为了提高异丁烯转化率和避免异丁烯二聚,甲醇进料量一般比理论值大一点,但如果甲醇进料量过大时,甲醇会自聚产生大量的二甲醚,另外,由于甲醇和MTBE沸点相近,过量甲醇也不利于后续分离。因此,一般醇烯比控制在1.01.2之间。在叠合醚化反应中,由于MTBE和二异丁烯都是目的产品,所以可以依据目的产物的需求量来确定醇烯比,一般来说,醇烯比高,MTBE产品增加,醇烯比
13、降低,二异丁烯产品增加。24. 根据醚化反应器的进料和出料组成,如何计算醇烯比?答:计算进料中的醇烯比计算公式有如下三种方法: 以C4、甲醇进料的混合物的组成分析结果来计算:进料醇烯比(摩尔比)(进料甲醇质量含量32)(进料异丁烯质量含量56) 以混合C4进料量、甲醇进料量来计算:醇烯比(甲醇进料量32)(混合C4进料量混合C4中异丁烯质量含量56) 以醚化反应器出口的组成分析来计算:醇烯比(反应器出口物料中的MTBE质量含量88反应器出口物料中甲醇的质量含量32)(反应器出口物料中异丁烯的质量含量56反应器出口物料中MTBE的质量含量88反应器出口物料中叔丁醇的质量含量74反应器出口物料中二
14、异丁烯的质量含量56)25. 在实际操作中如何实现规定的醇烯比?答:保持醇烯比的稳定,对于MTBE的产量、质量和催化剂寿命都是非常重要的。在装置建成达到开车条件时,要先对C4进料和甲醇组成进行分析,然后依据定好的醇烯比确定甲醇进料量。甲醇进料量(混合C4进料量混合C4中异丁烯质量含量56)32醇烯比计算出甲醇进料量以后,可以用质量流量计或高精度的涡轮流量计计量控制C4、甲醇进料量。也可以设在线分析色谱仪控制醇烯比,只是费用较高。26. 原料在进醚化反应器之前,为什么要加设一个静态混合器?答:C4、甲醇的物性相差较大,二者互溶性不好,特别当甲醇在C4中含量较高时,很难达到理想混合,为了使其混合良
15、好,促使醚化反应顺利进行,通常要加设一个静态混合器。27. 什么是静态混合器?有何特点?答:所谓静态混合器,是在一定长度的管段内,装上一定型号的混合元件,当物流通过时,在混合元件内分割合并变换流向,使两种物流达到理想的混合。静态混合器具有混合效果好,操作易于连续化、易控制、维持费用低及装置小型化等特点。28. 甲醇进料泵突然不上量,有何危害?答:甲醇对合成MTBE反应十分重要,甲醇进料泵突然不上量,此时只有C4进料,C4中的异丁烯在催化剂作用下发生自聚反应,放出大量的热,高温下反应更快,放热更多,恶性循环,造成“飞温”。高温不但会使多聚物自身碳化,也会使催化剂烧成黑色团块,不能使用。高温下催化
16、剂上的磺酸根脱落,随物料流出,造成设备腐蚀和穿孔。所以,在MTBE生产装置中,甲醇进料泵是一个重要的设备,选型要得当,操作要格外重视。29. 甲醇进料泵出口管线上为什么必须设止回阀?答:甲醇进料量对合成MTBE反应十分重要,为了保证甲醇全部进入反应器而不会进入甲醇罐(发生这种情况时,表面看一切正常,实际上甲醇没有进入反应器,而是C4进人了甲醇罐,结果发生了催化剂烧坏、设备腐蚀等一系列因“飞温”引起的事故)因此甲醇进料泵出口管线上必须设止回阀。30. C4进料泵不上量有哪些原因?如何排除?答: 原因:泵体内有惰性气体没有排除干净。泵的入口压力偏低。C4进料罐液位偏低。C4进料罐出口阀门未完全打开
17、。C4进料中含不凝气太多。冬季气温太低。泵出口管线上有局部堵塞。夏季气温高,产生汽蚀。排除方法: 打开放空,放掉不凝气。 提高入口压力。 补充原料罐液位。 打开阀门。 联系气分解决问题。 原料罐充压。 打开管线清理。 降低原料温度。31. 筒式外循环反应器的特点是什么?答:筒式外循环醚化反应器的构型就是一个普通的固定床反应器,反应物从顶部进入,产物从底部排出。产物的一部分经冷却后,经增压、计量与新鲜进料一起返回反应器。其特点是结构简单、造价低、催化剂装卸方便、操作弹性大、对原料要求不严格,易于控制反应温度,缺点是催化剂装填量大。32. 筒式外循环反应器的外循环量是如何控制的?答:合成MTBE是
18、个放热反应,随着异丁烯转化率的提高,放出较多的反应热,由于筒式外循环反应器是绝热的,因此这些热量全部用于床层温度的提高。筒式外循环反应器就是用产物的一部分经冷却后,经增压、计量与新鲜进料一起返回反应器,从而达到控制反应温度的目的。而依据公式,我们可以推出:循环量新鲜进料量生成1摩尔MTBE的放热量每小时异丁烯进料量(摩尔)(异丁烯出口转化率异丁烯入口转化率)(反应器温升总进料的平均热容新鲜进料量)1,在其它数值确定后,外循环量就可以确定了。33. 筒式外循环反应器适用于那些生产场合?答:筒式外循环反应器的外循环量可以依据原料中异丁烯含量进行变化,所以筒式外循环反应器所用原料不受异丁烯含量限制。
19、但当原料中异丁烯含量低于10时,即使全部新鲜进料也不会使反应器超温,此时不再需要外循环。因此,此时只要使用普通反应器即可。但当筒式外循环反应器确定以后,外循环量就给定了最大值,此时操作中应注意不能使混合进料中的异丁烯含量和进料温度超出范围,以避免“飞温”。34. MTBE反应器装填催化剂之前应做哪些工作?答:新建的MTBE装置开工前都要进行吹扫、清洗、出脂、除锈,之后装填钢丝网(三层,上下是20目,中间80目,边角处理好),再装填石英砂(25,100200mm厚,铺平)。之后上紧卸催化剂口上法兰,装填催化剂。35. 醚化反应器投料前催化剂为什么必须先用甲醇浸泡?答:醚化用树脂催化剂必须在含水(
20、约50)状态保存,因为干基一旦遇水,催化剂小球会急速溶胀碎裂,从而影响床层的状态。而水对醚化反应有害,必须用甲醇加以置换,达到预定指标后,才可投入使用。36. 水对醚化反应有何危害?答:水在催化剂作用下,会与异丁烯反应生成叔丁醇,其反应速度比合成MTBE反应要快,会使产品中存在大量的叔丁醇。水与C4不互溶,催化剂床层吸附大量水后,使得C4通过床层时的阻力降大大增加,有时会超过1MPa,甚至对反应器造成破坏性事故。由于水占据了催化剂的活性中心,使得MTBE转化率达不到预期目的。因此,水对醚化反应危害很大,必须予以控制。37. 如何用甲醇置换催化剂中的水?答:甲醇和水具有良好的互溶性,只要甲醇与催
21、化剂中的水有接触,依据浓度作用原理,甲醇和水就会互相溶解,逐渐形成近似一个浓度的甲醇水溶液。但仅仅用甲醇将反应器充满的方法来置换催化剂中的水是远远不够的。必须用循环泵从反应器下部抽出甲醇,经泵增压,从反应器上部再进入,如此循环48h或更长时间,才能将催化剂中的水置换合格。38. 醚化反应器内催化剂用甲醇浸泡的指标是多少?答:醚化反应器内催化剂用甲醇浸泡的指标到目前为止,没有严格的要求,如果从床层压降来考虑,含水量20左右就可以了。当然,含水量越少越好,所以,一般要求含水量15左右。39. 如何计算浸泡催化剂所需甲醇?答:催化剂含水量在浸泡期间不便分析,一般认为甲醇与水充分混合,分析循环甲醇中的
22、水含量就代表催化剂中的水含量。假如催化剂水含量为50,用两倍水体积的甲醇浸泡,完全混合后,催化剂水含量为:50(12)16.7,如果分两次浸泡,则催化剂水含量为:50(11)212.5,可见,每次少用甲醇,多次浸泡,有利于甲醇水含量降低。40. 筒式外循环反应器的开工方法和注意事项是什么?答:醚化反应器开工最大的问题是防止反应器的超温。特别是原料中异丁烯含量高时尤其要注意。开工步骤如下: 投料前就将外循环系统冷却器投冷却水备用。 反应器中的催化剂在甲醇浸泡时,催化剂表面和微孔中还有大量甲醇,此时进料可不必进甲醇,也不必预热,有惰性气体憋压时,适当放空。 当C4充满反应器后,立即停止C4进料,启
23、动外循环泵,是C4和甲醇经外循环系统自身循环,不进料,不出料。 观察反应器温度和压力变化,用调节外循环冷却器冷却水量的方法,控制反应器内床层温度在5070之间。反应开始放热量由小到大,再由大到小,床层温度也随之变化,最后逐渐平稳,此时分析转化率,若达不到要求,则要继续循环。 当反应器中异丁烯转化率达到预定要求后,转入正常投料开工。正常投料时,先设置反应器出口压力控制参数,然后依次启动甲醇泵和C4进料,控制好C4进料量并按规定的醇烯比进甲醇。投料后注意床层温度变化、并依床层温度的变化来调整外循环量,使床层温度在6570之间为宜。当甲醇、C4进料量稳定后,预热器开始进蒸汽预热,并逐渐调整蒸汽量,使
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- MTBE 生产技术 知识 问答
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【天****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【天****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。