李子强
大庆石化公司化工一厂，黑龙江省大庆市 163000
摘要：本文主要分析了MTBE生产工艺技术，提出了 MTBE生产工艺的技术改进的措施，提出了MTBE 装置技术实际应用要点，以提高 MTBE生产工艺的技术水平，提高石油化工企业的生产效益。
关键词：MTBE、醇烯比、生产工艺、碳四、纯度
前言
MTBE生产装置主要产出两种产品，一种是粗丁烯，另一种是MTBE。MTBE合成反应的直接结果是获得MTBE，间接结果是将正丁烯和异丁烯分离开来，由于正丁烯和异丁烯的相对挥发度接近，因此用常规的精馏方法难于分离，因此采用合成MTBE的化学方法进行分离，是目前普遍采用的分离方法。MTBE生产工艺的技术还存在很多的问题，有些生产环节还不够科学，所以，对MTBE生产工艺的技术进行改进非常有必要的，能够有效地提高生产效果和产品质量。
一、MTBE生产工艺技术的改进实例
??????某石化公司MTBE装置采用的是齐鲁研究院开发的固定床二段深度转化工艺，装置主要由三台反应器和六台塔组成，由反应、MTBE分离、甲醇回收和粗丁烯提浓等几部分组成，装置采用膨胀床、固定床结合，低醇烯比的MTBE合成技术。装置所需碳四原料由气体分馏装置供给，所需甲醇由外购供应。装置反应部分主要是碳四中的异丁烯和甲醇以一定的醇烯比在树脂催化剂的作用下，在反应器中进行反应生产MTBE，产品分离部分主要是在共沸精馏塔中把没有反应的碳四和甲醇与MTBE产品分离。甲醇回收部分主要是通过精馏回收未参与反应的甲醇，并循环使用。随着汽油产品不断升级和产品结构调整，对MTBE产品的需求量日益增加。扩容改造后的生产装置，MTBE产品由共沸精馏塔塔釜采出，塔顶的醚后碳四再经过二级醚化处理，处理后的物料进入催化蒸馏塔进行异丁烯的深度转化，塔釜的物料返回到共沸精馏塔进行MTBE产品的提纯，塔顶物料经过最后的醚化处理，异丁烯含量保持在0.2%以下。通过扩容改造后，异丁烯得到了深度的转化。醚后碳四中的异丁烯含量得到了有效地控制，产品质量得到了可靠地保证，这为丁烯-1产品的精制提供了有力地保证。
二、原因分析及扩容改造对策
MTBE生产中是靠通过混相床物料的流动将醚化反应所放出的热量带走，这种转移热量的方式，对混相床热量的多少有很大的限制。当醚化反应所放出的热量高出物料流动的承受能力时，将会造成混相床内部温度升高，这样将对催化树脂的活性造成较大的威胁。因此，当原料中的异丁烯含量较高时，只有通过降低进料负荷的方式加以缓解。我们认为采用筒外循环冷却的方式可以解决混相床反应热量过大的问题。采用筒外冷却的方式，虽然解决了反应热量过大的问题，但是，随着筒外循环量的增加，装置的进料负荷又受到一定的限制，提高装置生产能力的目的仍然未能实现。
对于化工型MTBE生产装置，要求醚后碳四中的异丁烯含量小于0.2%。通过混相床-催化蒸馏的生产工艺，将可以实现异丁烯的深度转化。为此，为了提高装置的生产能力，解决异丁烯转化率低的问题，制定增加催化蒸馏段的方式。即在催化蒸馏塔的上下塔之间增加一个催化段，以解决原有蒸馏塔异丁烯醚化反应的不足问题。但由于装置的位置不够、投资费用偏大、对投用的效果较难估计、不能从根本上解决装置负荷而作罢。醚化反应是一个可逆的放热反应，MTBE生产的本质是通过加入过量的甲醇原料和不断破坏化学反应的平衡来达到异丁烯的深度转化。
如果我们更进一步地破坏这一平衡，将醚化反应热量进行分散处理，这样，不但可以较好地解决醚化热量的控制问题，还可以使异丁烯的转化率得到提高，不但保证了MTBE和丁烯-1的产品质量，而且更能达到提高装置生产能力的目的。
要提高装置的生产能力，一是要控制反应的热量，二是要提高装置的生产负荷。由于在此之前曾经对筒外冷却进行了试验没有受到较好的效果，因此采用增设共沸系统的扩容改造措施。
三、改造的效果
1）通过实施扩容改造，装置的生产能力得到了有效地提高。随着二级醚化反应器的增加，醚化反应得到的重新分配，反应热量得到了有效地控制，从而使催化树脂的使用寿命得到了延长。随着丁二烯装置的扩容投产，将会有大量的抽余碳四的产出，这将使MTBE装置的扩容优势得到进一步的发挥。同时，随着催化蒸馏塔塔顶异丁烯含量得到保证，也为丁烯-1产品的生产创造了有利的条件，从而促进了丁烯-1产品产量的进一步增加和产品经济效益的提高。
2）最终解决了MTBE产品纯度低的问题，使产品中MTBE纯度稳定在98%以上。
3）优化效果及经济效益。通过对MTBE装置运行过程中出现的问题，进行分析其发生的原因并采取了相应的措施，取得了较好的效果。
四、MTBE 装置技术实际应用要点
（1）改善腐蚀问题
针对甲醇回收系统出现腐蚀现象，可采取以下措施降低腐蚀程度。首先，监控脱盐水的纯度，确保萃取水的酸碱值在正常范围内。其次，在设备使用初期，需要严格把控原材料温度，通过降低反应器的反应温度，从而达到控制磺酸基团、避免腐蚀的作用。还应当控制醇烯比例，从而能够对反应后生产的水进行控制，避免出现水量过多，导致酸基团在水浸泡作用下逐渐脱落。最后，针对吸氧出现的腐蚀问题，可采用断绝氧气的方式得以实现。但在实际中，完全断绝氧气操作十分困难。因此可采用安装牺牲阳极的方法，从而祛除氧气，能够在最大程度上保证设备的安全性能。
（2）提升进料温度
为有效提升进料温度，可采用逆流换热方式，控制其温度。首先需要采用列管式扩大设备传热面积，继而促进流体的湍流，最终提升热效率。其次可改变传热表面形状，将原本光滑的传热表面制作成凹凸不平的花纹，主要目的是为增加扰动性，使得边际厚度逐渐减小，继而加强传热效果，提升减料温度。再次可大面积使用小金属颗粒，并将其涂抹在传热表面上，从而增大传热面积，实现进料温度提升。最后应当采用异型管，增强对流体的扰动，或者在异型管道内部，安装一定金属片，有效减少热阻，提升进料温度。
（3）停用部分介质冷却器
停止使用原有的介质冷却器，将其凝结水进行密封处理并回收，采用这种方式能够有效节约蒸汽。当介质冷却器停止使用后，不仅用水量减少，还能够有效避免反应热的浪费。当蒸汽压力得到优化后，装置运行效率得到保证，还能够将多余的蒸汽进行回收，从而达到节能降耗的目标。
结束语
MTBE 装置在化工行业的运用十分普遍，在生产过程中必然会去周边环境造成污染，因此，石油化工企业要围绕当前发展现状，加进MTBE生产工艺的技术改进工作和制定节能降耗的有效举措，一方面可以保护环境，另一方面可以有效提高生产效率，采取一些有效的措施来提高MTBE生产技术的水平，完善石油化工企业生产技术体系，达到可持续发展的目的。
参考文献：
[1]杨红涛，张红晨，李浩斌，金建林.MTBE装置甲醇回收系统腐蚀的相关原因及对策研究[J].化工设计通讯，2017（05）：8-8.
[2]钱伯章，朱建芳.MTBE的使用现状及趋势[J].天然气与石油，2012，26（1）：51-54.
[3]郭振翔.格尔木炼油厂MTBE装置所遇问题及技术方案[J].化工管理，2017（31）：7-8.