固定床MTBE合成反应器取热的强化

维普资讯 http://www.cqvip.com 科ｆ苑ｆ论ｆ谈　李子强万伟张新成　科　固定床ＭＴＢＥ合成反应器取热的强化　（大庆石化公司化工一厂，黑龙江大庆１６３０００）　摘要：最初的ＭＴＢＥ生产采用固定床生产工艺，其后又逐渐发展起了外循环加催化蒸馏工艺、混相工艺。通过借鉴新工艺的长处，能够改善　固定床工艺的操作性能，起到提高处理能力和降低能源消耗的作用。　关键词：固定床；混相技术；汽化量　引言。大庆石化公司ＭＴＢＥ装置属于化工　型ＭＴＢＥ装置，技术来源于齐鲁石化研究院，由　大庆石化设计院设计，设计碳四处理能力为　４ｆｆｈ，年产ＭＴＢＥ２万吨，所有设备均为国产设　备。大庆石化乙烯装置改造后乙烯生产能力提　高到４８万吨，年，相应碳四产量也提高了　６ｏ％．抽余碳四平均产量为６—７ｔ／ｈ。ＭＴＢＥ装置　通过在ＦＩＯＩ（第～反应器）应用混相技术强化　了取热，解决了反应器取热问题，使装置处理能　力提高了～倍。　况下，～般物料进入催化剂层ｌＯ～２Ｏ厘米后　应量增加，催化剂使用寿命缩短，此时我们要及　９０％左右的异丁烯已经转化掉，因此要想解决　时调整取热方式，具体的做法是适当提高操作　ＦＩＯＩ取热问题必须引进新的方法。　压力，调整冷却软水的进入分布。且的是降低顶　对于ＦＩＯ１来说，调整操作压力能够改变　层催化剂内物料相变量，保持顶层催化剂床层　反应器内物料的相态形式，取热方式也相应发　的温度在较高的水平，提高该段催化剂床层内　生了变化。操作压力调整到～个适当的值后，进　异丁烯的转化率，如此调整后就形成了自催化　入反应器的物料接近或呈现临界状态，物料与　剂床层顶到反应中心的～段很长的反应区域，　催化｛ｉ毡接触后开始进行醚化反应，反应放出钓　使得集中反应区域消失，这样～来就增大了取　热量被物料吸收产生相变，从而有效地控制了　热面积，使得反应温度能够被控制在要求的范　反应温度，可以说，这个过程与混相过程相同，　是混相技术的应用。但是接　下来的过程则与混相技术　有较大差异，因为ＦＩＯＩ为　列管反应器，存在压力降高　和催化剂装填量小等问题，　如果完全采用混相技术，随　着物料体积的膨胀，空速则　难于满足要求，同时催化剂　颖粒问：汗始出现涌动，催化　剂磨损开始严重。在这个基　础上，我衍通过进—步调整　操作压力控制了物料的相　围内。　在整个生产周期内，我们首先采用混相技　术强化取热。随着时间的推移，逐渐将反应区域　拉长，从而实现在整个生产周期内稳定的控制　反应温度。　２我厂ＭＴＢＥ装置采用混相技术情况　２。１调整操作前后操作参数对比　衷１调整ｊ铃ｌＥ作参数表　软水　图１制醚系统流程简图　１技术分析　１．１固定床操作上采用混相技术的可行性　小，最后消失，同时新的汽泡又在不断产生，这　首先从反应器自身条件讲，反应处理能力　样一来我们就实现了控制催化剂内汽含量的目　有提高的余地，我厂ＭＴＢＥ装置第一反应器　的。因为反应过程中微量汽泡的存在，反应强度　（ＦＩＯ１）采用的催化剂为核工业部五所生产的　得以降低，相应的反应段增长，从调整前后的数　ＴＳ￣９２催化剂，空速要求３—７ｈ—ｌ，ＦＩＯ１催化剂　据也可以看出，调整前热点集中在顶部，调整后　装填量为４．２　，最高碳四投料负荷能够达到　热点分散在顶、中部，这无疑增大了列管的有效　为了配合反应器压力调整和提高塔的处　４．２×７×０．６４×０．６３６＝１ｌ。９７吨（设计能力４　换热面积，实际上所有热量最终都被软水取走　理量，同时调整了ＴＩＯ１（初馏塔）操作参数。　吨），潜力很大。　了，所以后面表２中ＦＩＯＩ底部温度低于顶、中　２．２混相技术应用后装置生产情况　从混相技术机理上讲，混相技术的关键是　部温度，这也是我幻与混相技术的不同之处。更　混相技术在装置上应用后，装置处理能力　利用物料的汽化焓变带走反应热，以达到控制　明确地说，我们仅在主反应点应用了混相技术。　提高到原设计能力的２３０％，产品产量提高了　反应温度的目的。在固定床内同样也存在着相　通过混相技术的应用，将传热过程分解成了两　倍，产品质量保持了优级。年可多创经济效益　变过程，只是由于操作压力控制的比较高，物料　步，从而强化了取热过程。　９ＯＯ多万元。　汽化量比较小，对反应温度影响也比较小。因此　１．３运行中后期的取热方式　参考文献　只要适当调整操作压力，就可以实现对物料汽　上述分析的是催化剂使用初期，顶层催化　【１】２　０万吨，年ＭＴＢＥ装置初步设计【Ｓ１．大庆石　化量的控制，使其既能够适应固定床生产的需　剂的活性足够高，随着生产的进行，顶层催化剂　化设计院．　要，又能够起到强化传热的目的，从而提高反应　的活性逐渐下降，反应中心下移，这时取热的强　【２】杭道耐，赵福龙　甲基叔丁基醚生产和应用　器处理能力。因此，在固定床上应用混相技术是　化就不能单单依靠降低操作压力形成混相来实　【Ｍ】．北京：中国石化出版社．　可行的，或者说是可以尝试的。　现。　【３Ｊ斯坦利Ｍ．瓦拉斯　化工相平衡［Ｍ｝　北京：中国　１．２采用混相技术后的取热方式　由于催化剂床层压力降的存在，操作压力　石化出版社　原来Ｆ１０１取热主要依靠列管外循环的软　对顶层催化剂内物料的相态影响最大，当反应　水将热量带走。这种取热方式主要依靠传导和　中心下移后，在催化剂床层中部物料发生相变　对流进行热量传递，热的传递过程热流流经的　的量明显降低，并且物料经过顶层催化剂层后　路线比较长，沿途热阻比较大　强化取热的唯一　被预热到较高的温度，当高温物料遇到高活性　手段就是增大冷却水与物料间的温差。由于醚　的催化剂后迅速发生反应　而此时物料相变量　化过程反应比较集中，在催化剂活性足够的情　又不大，因此在催化剂床层上形成高温点，副反　一变量，使物料相变具有两个　作用，一个是取走一部分热　成品ＭＴＢＥ　量，另一个是减少催化剂与　物料的接触机会。因为列管　外冷却软水的不断取热，物料内的汽泡不断缩　表２优化后操作参数表　一Ｓ７一