mtbe装置催化剂失活的原因分析

MTBE 装置催化剂失活的原因分析 1、原料性质对催化剂的影响 原料性质对催化剂的影响大致可以从以下几个方面分 析： 原料中水对催化剂的影响 如果原料中含有水，则水可以使树脂中的磺酸根脱落， 也可以和磺酸根以氢键相结合，从而造成树脂催化剂失活。 此外，水还可以和异丁烯生成 TBA 聚集在催化剂的表 面，使催化剂的反应面积减少，影响催化剂的催化效果。 原料带水来源于两个渠道: C4 原料中携带。一般情况 下原料中不可能携带大量游离水，这是由于碳四原料来源 于气体分馏装置的脱丙烷塔底，液化气中的水分均通过共 沸作用至塔顶，况且每个班的液化气脱水都比较彻底，所 以可以排除混合碳四中携带水的可能性。甲醇带水。回 收甲醇以及进装置的新鲜甲醇都经过化验室分析，水含量 基本控制在不大于 1，所以可以看出甲醇携带的水是微量 的，但也不可以忽视甲醇回收系统的精心操作，尽量把水 对催化剂的影响降到最低。 金属离子及碱性物质对催化剂的影响 根据催化剂厂家对失活催化剂的研究和化验分析， 70的催化剂失活是由于阳离子的原因。因为阳离子置换 了催化剂中的氢离子，再加上碱性物质中和了催化剂中的 酸性，都会使树脂的酸性释放不出来，从而不能充分发挥 其催化作用。由于我公司液化气采用碱洗水洗的脱硫工 艺，因此 MTBE 装置原料混合碳四中不可避免将携带大量 金属离子和碱性物质。分析和控制原料中金属离子含量、 防止液态烃带碱对 MTBE 催化剂寿命至关重要。 为了最大限度地降低金属离子和碱性物质的含量，建 议实行以下措施： 加强脱硫醇的操作，防止液态烃带碱；增加水洗量， 使用除盐水； 减少上游装置停工检修次数，减少铁离子含量； 加强液化气罐区脱水； 必要时在 MTBE 装置前增加离子过滤器。 碳五烃类对催化剂的影响 原料中碳五组分的存在严重威胁催化剂的使用寿命， 包括硫化物失活、生成 TAME 堵塞催化剂孔道。 原料中硫化物主要是硫醚对 MTBE 催化剂影响最大， 二甲基硫醚主要性质与碳五相似，因此在碳五中含量较多， 虽然其总量微小，但是影响显著，与磺酸根结合形成盐类， 从而使催化剂损失。由于二甲基硫醚主要存在于碳五以上 重组分中，因此降低液化气中碳五以上重组分含量，将大 大减少因硫醚引起的催化剂失活。 在合成 MTBE 的过程中，伴随着生成 DME、TAME、 异丁烯多聚物等许多副反应产物，由于这类物质的分子结 构非常复杂，而且体积较大，将占据催化剂反应孔道，致 使其他反应物质无法接触磺酸根基团而造成催化剂失活。 2 工艺操作对催化剂的影响 醇烯比的影响 在生产操作中，如果醇烯比过低，异丁烯会自聚生成 二聚物 DIB 而且放出大量的热量，使床层温度升高，对树 脂催化剂的使用不利，同时异丁烯的二聚物还会堵塞催化 剂树脂孔道，造成局部失活；醇烯比过高，则加重了甲醇 回收系统的负荷，能耗增大。 反应温度对催化剂的影响 合成 MTBE 反应是一个放热反应，反应温度应控制在 40-70，在这个温度范围内，MTBE 纯度较高，副产物 DIB 和 TBA 较少，对催化剂的使用寿命很有利，并且催化 剂的活性和选择性都很好。反应温度低对催化剂的使用寿 命有利，长期在高于 90-100下操作，磺酸根基团容易脱 落，使催化剂活性显著降低。 3 结合装置原料及工艺现状，为了延长催化剂的使用 寿命，可以采取以下相应措施： 加强脱硫醇的操作，防止液态烃带碱；增加水洗量， 使用除盐水； 减少上游装置停工检修次数，减少铁离子含量； 加强液化气罐区脱水； 必要时在