mtbe生产技术问答

mtbe生产技术问答内容摘要：

120 ～ ～ 150 ～ 30 ～ 200 ～ 40 ～ 300 ～。 答：从醚化反应的活性要求来看，粒径小一点活性高。 从反应器设计来看，又不 希望床层有大的阻力降，一般来讲树 脂催化剂的粒径在 ～ 最好。 从 树脂催化剂的成本考虑，催化剂粒径要求放宽一点，粒径在 ～ ，这 是当前我们所公认的指标。 但催化剂制备过程中，筛分时往往不能严格控制，总 有少量细小颗粒沾在合格品上，混入合格品中一起出厂。 但这种小于 的 催化剂量应控制在 2%以内，作为 MTBE 生产用催化剂决不允许更多的、更细小粒 径的催化剂颗粒混入到翻译器内。 因为反应器内支撑催化剂的丝网是 80 目，即。 太细的颗粒很可能堵死网眼，使床层阻力加大，更细小的催化 剂穿过网 眼，随物料流到下游装置共沸蒸馏塔或催化蒸馏塔时，落入塔釜，在塔釜的高温 下（ 130℃以上），这些催化剂会使已生成的 MTBE 发生分解反应，影响 MTBE 产量 和纯度。 120℃，但在 MTBE 生产过程中，床 层超温到 100℃以上时，催化剂就会失活。 16 答：催化剂制造时，磺化温度在 120℃以上，对树脂的骨架结构没什么影响。 在 八十年代初，齐鲁研究院在评价催化剂时，对 S54 号催化剂做过短时的超温条 件试验，表明超温 12 小 时后，催化剂活性迅速下降，转化率从 %下降到 %。 当反应温度再返回 60℃时，催化剂的转化率又恢复到 %。 催化剂 的交换容量从开始的 mmolH + /g( (( (干 干干 干 ))) )降到 mmolH + /g( (( (干 干干 干 ))) )。 表明催化剂能耐 120℃的反应条件。 但 MTBE 生产装置上反应器温度上升到 120℃的热量不是外部供的热，是因 为醇烯比偏低，除醚化反应外，还发生了二聚反应，反应热使反应急剧升高所引 起的；另外，二聚反应可 能还导致有多聚反应发生，催化剂表面上会形成积炭现 象。 超温会使催化剂上硫酸根脱落，会堵塞催化剂微孔，引起催化剂失活，这与 单纯的高温操作是不相同的。 所以 MTBE 生产装置操作要十分精心，避免超温现 象发生。 答：能引起树脂催化剂失活有如下三种原因： ①催化剂的活性中心的氢离子被碱性阳离子取代，使催化剂失去酸性。 这里 又分两种情况，一种是被碱性金属离子，如 Na + 、 Fe + 、 K + 、 Ca 2+ 、 Mg 2+ 等取代。 这 些金属离子的碱性很强，与催化剂接触 后，立即使催化剂失去活性。 在反应器内 催化剂失活是层析式，即床层催化剂失活是从反应器进口向出口呈推进式。 另一 种是弱碱性有机氮化物，如有机胺、乙腈等，这种弱碱性有机胺类，与催化剂接 触后，中毒性反应较慢。 没有反应掉的毒性物向床层下游流动，它流到哪里就使 部分催化剂失活，它能一直通过整个床层，这种失活，叫扩散性失活，也叫穿透 性失活，这种弱碱性毒物不能用保护床的方法将它除去。 ②超温使催化剂上的硫酸根脱落，硫酸根脱落后，催化剂就没有活性了。 另 外脱落的硫酸根有很强的酸性，随物流流动，会对设备造成腐蚀。 ③ 催化剂微孔被堵塞，使反应物料不能进入微孔内部进行化学反应，这种失 活往往与超温失活同时发生。 17 答：醚化用树脂催化剂失活后的再生方法如下： ①对催化剂微孔不溶性堵塞引起的失活，尚没有办法恢复催化剂的活性。 ②单纯的硫酸根脱落引起的催化剂失活，可以用再一次硫化处理的方法恢复 催化剂的活性，但如果硫酸根脱落同时伴有积炭微孔堵塞时，就不能完全恢复其 活性。 ③催化剂失活是由金属离子或碱性有机胺类中和而失活的，则可以用酸洗的 方法将金属离子或有 机胺洗下来，催化剂能恢复其大部分活性，可以继续在醚化 反应中应用。 这种酸洗再生的方法有腐蚀和废酸污染等问题，所以是在催化剂生 产厂进行酸洗再生。 、干基型和风干型，它们有什么差异。 答：湿基型：常用的树脂催化剂，在形成产品后的贮存和运输中都含水 50%左右， 其目的是为了保证催化剂性能。 干基型：在工程设计时，对 MTBE 装置进行必要的计算后，确定需要若干量 的树脂催化剂，这个量是以真实的树脂催化剂为准，即不含水的催化剂。 这是一 个设计参数，商业活动中根据催化剂含水量的不 同进行折算。 风干型：湿基树脂催化剂颗粒相互沾连，没有流动性，因此在向反应器装填 时，特别是向催化蒸馏塔装填时，很不方便。 为了便于装填，可以向催化剂制造 厂要求提供含水量为 35%～ 40%的树脂催化剂。 这种催化剂外表是干的，微孔内 还含有水，颗粒直径是溶胀后的，有较好的流动性，所以称为“风干型”。 但风 干型催化剂不能长期贮存，若要长期贮存必须是湿基状态。 什么叫马达法辛烷值。 什么叫研究法辛烷值。 答：辛烷值是表示点燃发动机燃料抗暴性的一个约定数值。 辛烷值是在专门的单 缸发动机上，在标准试验条件下，把试样和参比燃料油爆振倾向相比较而测定出 来的。 研究法辛烷值（ RON）与全尺寸点燃式发动机低速运转下的抗爆性能相关联。 马达法辛烷值（ MON）与全尺寸点燃式发动机高速运转下抗爆性能相关联。 18。 它与辛烷值有何关系。 答：研究法辛烷值和马达法辛烷值都不能全面反映车辆运行中燃料的抗爆震性 能。 因此，提出了计算邮品在车辆运行抗震性能的经验关系通式： 抗爆指数 =K1178。 RON + K2178。 MON + K3 K K K3 为系数，对不同类型的车 辆是不同的。 还与发动机的运行特性和 运行条件有关。 它们都是通过典型的道路试验来确定的。 一般简化式，采用总车辆数的平均抗爆性能，通常 K1=、 K2=、 K3=0， 即抗爆指数 =（ RON + MON） /2。 答：以 MTBE 为例，纯 MTBE 的 RON 为 11 MON 为 101，但它与不同油品相调合 时，表现出来的辛烷值大不一样，见表 291。 表 291 MTBE 与不同油品调合的辛烷值比较表 MTBE 直馏汽油 烷基化油 重整油 FCC 汽油 MON 101 114 109 100 104 RON 117 137 130 125 120 Δ MON 13 8 1 3 Δ RON 20 13 8 3 从表中可知， MTBE 对各种油品的调合辛烷值是不同的。 其中对直馏汽油的调 合辛烷值作用最大，相当于 MON=11 RON=137， MTBE 这种在和某种油品调合使 用时，所表现出来的辛烷值称为调合辛烷值。 答：以 90 号无铅汽油为例， FCC 汽油的辛烷值 RON 为 88，要想增加 2 个单位的 辛烷值靠什么办法。 MTBE 的 RON 为 117，烷基化油的 RON 为 94，宽馏分重整汽 油的 RON 为 96，一般重整油的 RON 为 92，这几种油品的 RON 都大于 90，可以用 作调合组份，其中 MTBE 最为有效；此外还有乙基叔丁基醚 (ETBE)、甲基叔戊基 醚（ TAME）的辛烷值也很高，它们的 RON 分别为 118 和 111，其性能和 MTBE 相 似，可以用来提高 FCC 汽油的辛烷值。 醇类又有 较高的辛烷值，它们的 RON 是：甲醇 13乙醇 1叔丁醇 109。 19 它们的分子中也含有氧，有利于汽油的燃烧，可以用来调合汽油，提高 FCC 汽油 的辛烷值，但其缺点是醇与汽油的互溶性不好，容易分层，不能长久放置，需随 调随用。 MTBE 工艺。 答：在 MTBE 生产装置设计时，根据装置的目的性不同， MTBE 的工艺路线也不相 同。 大体讲可分为炼油型和化工型两种。 炼油型 MTBE 工艺的特点是以生产 MTBE 为目标，产品 MTBE 用来调合汽 油， 提高汽油辛烷值。 因此，对 MTBE 产品纯度和异丁烯的转化率要求都不苛刻，以 投资少，消耗低，成本低廉为目的。 这类装置目前国内有多套，它要求异丁烯转 化率在 95%（质量）以下， MTBE 产品纯度≥ %即可。 这种装置的醚化后 C4 用 作烷基化原料或民用燃料， MTBE 用来调合汽油提高汽油辛烷值。 近几年随着国家对车用汽油标准的升级， MTBE 需求增加，许多 MTBE 装置在 扩建改造的同时，把原料异丁烯的转化率提高到 96%～ 99%，因此也采用催化蒸 馏技术。 尽管提高异丁烯的转化率，但就是生产 目的来讲，这些装置，这些装置 还是属于炼油型工艺。 MTBE 工艺。 答：所谓化工型 MTBE 工艺是指通过 MTBE 制造过程，一是将混合 C4 中异丁烯几 乎完全反应掉，醚化后的 C4 可以作制取高纯度 1丁烯或甲乙酮的原料；二是将 MTBE 产品分解后能得到 %高纯度异丁烯，作化工单体用。 可实现上述两种目 的之一的工艺，均称为化工型 MTBE 工艺。 要求异丁烯深度转化时必须打破异丁 烯转化为 MTBE 的化学平衡（通常条件小啊平衡转化率为 96%左右），使异丁烯转 化 率达 %以上，醚后 C4 中异丁烯含量小于 %以下。 要求 MTBE 产品纯度很 高时，一方面使其中不含 C4 组分，另一方面要求甲基仲丁基醚的含量小于 %。 产品中的杂质有哪些。 哪些是有害杂质，哪些是无害杂质。 答： MTBE 产品中可能有 C甲醇、叔丁醇、异丁烯聚合物和甲基仲丁基醚等。 如果 MTBE 用来作调合汽油用，产品中有少量的 C甲醇、叔丁醇、甲基仲 20 丁基醚都是无害的杂质；而异丁烯聚合物可能进一步变为胶质，是汽油中控制的 指标，是有害杂质。 如果 MTBE 是用来分解制高纯异丁烯，其中的甲醇、叔丁醇、异丁烯聚合物 在净化时很容易脱除，即使 MTBE 中含有少量这种杂质也无关大局；而 C4 和甲基 仲丁基醚是有害杂质，必须严格控制。 C4 中的杂质含量有哪些要求。 答：空速也叫空间速度，简写为 SV（是 Space velocity 的缩写）。 对均相反应 来说，反应物的平均停留时间（ h）等于反应器的体积除以单位时间通过反应物 的体积。 对于装有固体催化剂的非均相反应来说，反应物的平均停留时间（ h）等于 固体催化剂的 表观体积除以单位时间通过反应物的体积。 单位时间通过的反应物 料的体积对固体催化剂表现体积的笔称为体积控诉。 若是液相反应物料、时间单 位是小时（ hr） ,也可用 LHSV 表示。 空速和平均停留时间的关系是互为倒数。 对于树脂催化剂，它有干基和湿基 之别，二者体积也不同，从工程角度来讲，干基是催化剂的本质，是一切计算的 基础，故在 MTBE 生产中，空速是以干基树脂的表观体积来计算的。 质量空速是 指反应物料和催化剂都是以质量为计算单位。 由于干基树脂催化剂的比重为 3 左右，混合 C4 的比重也是 3 左右，对 MTBE 合成来说，它的体 积空速和质量空速几乎相等，在计算上很方便，省去了体积空速的许多折算过程， 直接用 C4 进料质量数和催化剂的质量数的比就可以了。 答：控诉也叫空间速度，简写为 SV（ Space velocity 的缩写）。 对均相反应来 说，反应物的平均停留时间（ h）等于反应期的体积除以单位时间通过反应物的 体积。 对于装有固体催化剂的非均相反应来说，反应物的平均停留时间（ h）等于 固体催化剂的表观体积除以单位时间通过反 应物的体积。 单位时间通过的反应物 料的体积对固体催化剂表观体积的比称为体积空速。 若是液相反应物料、时间单 21 位是小时，也可用 LHSV 表示。 空速和平均停留时间的关系是互为倒数。 对于树脂催化剂，它有干基和湿基 之别，二者体积也不同，从工程角度来讲，干基是催化剂的本质，是一切计算的 基础，故在 MTBE 生产中，空速是以干基树脂的表观体积来计算的。 质量空速食 之反应物料和催化剂都是一质量为计算单位。 由于干基树脂催化剂的比重为 3 左右，混合 C4 的比重也是 3 左右，对 MTBE 合成来说，它的体 积空速和质量空速几乎相等，在计算上很方便，省去了体积空速的许多折算过程， 直接用 C4 进料质量数和催化剂的质量数的比就可以了。 第二章 第二章 醚化反应 醚化反应 醚化反应 MTBE 的主反应和副反应方程式是什么。 答：合成 MTBE 的主反应方程式如下： （ 361） 合成 MTBE 的副反应方程式如下： （ 362） （ 363） （ 364） 因原料 C甲醇和新装填的催化剂中都携。