CN102260138A - 一种减小mtbe生产装置中设备腐蚀的方法 - Google Patents

一种减小mtbe生产装置中设备腐蚀的方法 Download PDF

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王金明
张勇
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Abstract

本发明提供一种减小MTBE生产装置中甲醇回收系统设备腐蚀的方法，所述的甲醇回收系统中包括甲醇萃取塔和甲醇精馏塔，所述的甲醇萃取塔通过醚后碳四和甲醇混合物的管线与上游设备连接，并通过萃取循环水的出口管线和入口管线与甲醇精馏塔连接；所述的方法是采用离子交换的方法将所述甲醇回收系统中的酸性物质脱除，提高甲醇萃取循环水的pH值，从而减小MTBE生产装置中甲醇回收系统设备的腐蚀。本发明的方法还同时避免了以往为了提高循环水pH值而采取加碱的办法并因而造成甲醇携带钠离子使反应器中MTBE催化剂的中毒失活现象。

Description

一种减小MTBE生产装置中设备腐蚀的方法
技术领域
本发明涉及一种减小化工设备损耗的方法，具体涉及一种减小甲基叔丁基醚生产装置中甲醇回收系统设备腐蚀的方法。
背景技术
甲基叔丁基醚(MTBE)是近年来无铅汽油中用于提高汽油辛烷值和抗震性的主要添加剂和调和剂，其生产工艺是以炼油厂重油裂解产生的碳四和乙烯催化裂化副产碳四为原料，其中的异丁烯与甲醇在酸性树脂的催化作用下进行醚化反应生成MTBE，醚化反应后在催化蒸馏塔或共沸塔中分离出产物MTBE，过量的甲醇随着醚后碳四进入甲醇回收系统，在甲醇萃取塔中用水萃取后进入甲醇精馏塔，塔顶精馏分离出的甲醇返回甲醇原料罐循环使用，塔底分离出的水经换热后返回萃取塔循环利用。
由于甲醇萃取循环水在萃取甲醇的同时，也萃取吸收了醚后碳四中的酸性物质(这种酸性物质来源于醚化反应酸性树脂催化剂)，造成了水的pH值降至6.0以下，从而导致了甲醇回收系统设备管道的化学和电化学腐蚀。
在本发明之前采取的措施有两种：一种是向循环水系统中大量补水和排水，这不仅增大了水资源的消耗量，同时外排出的高COD的废水也增大了污水处理装置的负荷。另一种是向循环水中加入一定量的烧碱以中和水中的酸性物质，提高水的pH值，但这种方法增大了精馏回收后的甲醇带有钠离子的风险，含有钠离子的甲醇返回到醚化反应器会导致催化剂中毒，缩短催化剂的使用寿命。
本发明在上述技术背景下，提出一种减小甲基叔丁基醚生产装置中甲醇回收系统设备腐蚀的方法，能够将甲醇萃取循环水的pH值提高到6.5～10.0，从而减小了甲醇回收系统设备的腐蚀。该方法不仅运行管理简单，而且克服了上述两种方法的缺点。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种减小MTBE生产装置中甲醇回收系统设备腐蚀的方法，
本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：
提供一种减小MTBE生产装置中甲醇回收系统设备腐蚀的方法，所述的甲醇回收系统中包括甲醇萃取塔和甲醇精馏塔，所述的甲醇萃取塔通过醚后碳四和甲醇混合物的管线与上游设备连接，并通过萃取循环水的出口管线和入口管线与甲醇精馏塔连接；所述的方法是采用离子交换的方法将所述甲醇回收系统中的酸性物质脱除，提高甲醇萃取循环水的pH值，从而减小MTBE生产装置中甲醇回收系统设备的腐蚀。
如上所述的采用离子交换的方法将所述甲醇回收系统中的酸性物质脱除，是在所述甲醇回收系统中设置装填有离子交换剂的脱酸罐。
如上所述的离子交换剂包括离子交换树脂、离子交换膜、离子交换纤维、液体离子交换树脂或无机类离子交换剂；优选离子交换树脂。
如上所述的离子交换树脂包括磺化煤阳离子交换树脂、苯乙烯系离子交换树脂、丙烯酸系离子交换树脂、酚醛系离子交换树脂、尿醛系离子交换树脂、乙烯吡啶系离子交换树脂、环氧系离子交换树脂或氯乙烯系离子交换树脂中的一种或两种以上的混合物；优选苯乙烯系或丙烯酸系离子交换树脂中的一种或它们的混合物。
如上所述的装填离子交换剂的脱酸罐，在所述甲醇回收系统中设置的位置可以是下列三种位置中的一处或几处：(1)所述醚后碳四和甲醇混合物的管线上(图1)；(2)所述甲醇萃取塔萃取循环水的出口管线上(图2)；(3)所述甲醇萃取塔萃取循环水的进口管线上(图3)。
本发明具有如下优点：与现有的提高MTBE装置甲醇回收系统循环水pH值的方法相比，本发明具有不外排废水，不会增加甲醇带金属阳离子的风险，而且操作运行管理方便。
具体地说，本发明涉及采用离子交换的方法将MTBE生产装置甲醇回收系统中的酸性物质用离子交换树脂吸附去除，从而能够将甲醇萃取循环水的pH值提高到6.5～10.0，有效地减小了水对甲醇回收系统设备的腐蚀。
附图说明
图1是实施例1-6所述方法的设备连接示意图。
图2是实施例7-12所述方法的设备连接示意图。
图3是实施例13-18所述方法的设备连接示意图。
具体实施方式
以下实例仅仅是进一步说明本发明，并不是限制本发明保护的范围。
实施例1：
如图1所示，在1万吨MTBE生产装置中的甲醇回收系统中，包括甲醇萃取塔1和甲醇精馏塔2，所述的甲醇萃取塔1通过醚后碳四和甲醇混合物的管线3与上游设备连接，并通过萃取循环水的出口管线4和入口管线5与甲醇精馏塔2连接；在醚后碳四和甲醇混合物的管线3上，设置装填离子交换树脂的脱酸罐6，脱酸罐6直径
Figure BDA0000067126590000031
1000mm，高H＝1500mm，装填树脂0.8m3，其中市售的925A丙烯酸系阴离子交换树脂0.4m3，D113丙烯酸系阳离子交换树脂0.4m3。
实施例2：
如图1所示，在2万吨MTBE生产装置中的甲醇回收系统中，包括甲醇萃取塔1和甲醇精馏塔2，所述的甲醇萃取塔1通过醚后碳四和甲醇混合物的管线3与上游设备连接，并通过萃取循环水的出口管线4和入口管线5与甲醇精馏塔2连接；在醚后碳四和甲醇混合物的管线3上，设置装填离子交换树脂的脱酸罐6，直径
Figure BDA0000067126590000032
1200mm，高H＝200mm，装填树脂2m3，其中市售的D301苯乙烯系弱碱性阴离子交换树脂1m3，D113丙烯酸系阳离子交换树脂1m3。
实施例3：
如图1所示，在5万吨MTBE生产装置中的甲醇回收系统中，包括甲醇萃取塔1和甲醇精馏塔2，所述的甲醇萃取塔1通过醚后碳四和甲醇混合物的管线3与上游设备连接，并通过萃取循环水的出口管线4和入口管线5与甲醇精馏塔2连接；在醚后碳四和甲醇混合物的管线3上，设置装填离子交换树脂的脱酸罐6，直径
Figure BDA0000067126590000033
1400mm，高H＝2500mm，装填树脂3m3，其中市售的D301苯乙烯系弱碱性阴离子交换树脂1.5m3，925A丙烯酸系阴离子交换树脂1.5m3。
实施例4：
如图1所示，在8万吨MTBE生产装置中的甲醇回收系统中，包括甲醇萃取塔1和甲醇精馏塔2，所述的甲醇萃取塔1通过醚后碳四和甲醇混合物的管线3与上游设备连接，并通过萃取循环水的出口管线4和入口管线5与甲醇精馏塔2连接；在醚后碳四和甲醇混合物的管线3上，设置装填离子交换树脂的脱酸罐6，直径
Figure BDA0000067126590000041
1600mm，高H＝3000mm，装填树脂4m3，其中市售的D001苯乙烯系强酸性阴离子交换树脂2m3，925A丙烯酸系阴离子交换树脂2m3。
实施例5：
如图1所示，在10万吨MTBE生产装置中的甲醇回收系统中，包括甲醇萃取塔1和甲醇精馏塔2，所述的甲醇萃取塔1通过醚后碳四和甲醇混合物的管线3与上游设备连接，并通过萃取循环水的出口管线4和入口管线5与甲醇精馏塔2连接；在醚后碳四和甲醇混合物的管线3上，设置装填离子交换树脂的脱酸罐6，直径1800mm，高H＝3500mm，装填树脂6m3，其中市售的D001苯乙烯系强酸性阴离子交换树脂3m3，D301苯乙烯系弱碱性阴离子交换树脂3m3。
实施例6：
如图1所示，在12万吨MTBE生产装置中的甲醇回收系统中，包括甲醇萃取塔1和甲醇精馏塔2，所述的甲醇萃取塔1通过醚后碳四和甲醇混合物的管线3与上游设备连接，并通过萃取循环水的出口管线4和入口管线5与甲醇精馏塔2连接；在醚后碳四和甲醇混合物的管线3上，设置装填离子交换树脂的脱酸罐6，直径
Figure BDA0000067126590000043
2000mm，高H＝4000mm，装填树脂8m3，其中市售的D001苯乙烯系强酸性阴离子交换树脂4m3，D113丙烯酸系弱酸性阳离子交换树脂4m3。
实施例7：
如图2所示，在MTBE生产装置中的甲醇回收系统中，在萃取循环水的出口管线4上设置装填离子交换树脂的脱酸罐6，其它同实施例1
实施例8：
如图2所示，在MTBE生产装置中甲醇回收系统中，在萃取循环水的出口管线4上设置装填离子交换树脂的脱酸罐6，其它同实施例2
实施例9：
如图2所示，在MTBE生产装置中甲醇回收系统中，在萃取循环水的出口管线4上设置装填离子交换树脂的脱酸罐6，其它同实施例3.
实施例10：
如图2所示，在MTBE生产装置中甲醇回收系统中，在萃取循环水的出口管线4上设置装填离子交换树脂的脱酸罐6，其它同实施例4.
实施例11：
如图2所示，在MTBE生产装置中甲醇回收系统中，在萃取循环水的出口管线4上设置装填离子交换树脂的脱酸罐6，其它同实施例5.
实施例12：
如图2所示，在MTBE生产装置中甲醇回收系统中，在萃取循环水的出口管线4上设置装填离子交换树脂的脱酸罐6，其它同实施例6.
实施例13：
如图3所示，在MTBE生产装置中甲醇回收系统中，在萃取循环水的进口管线5上设置装填离子交换树脂的脱酸罐6，其它同实施例1.
实施例14：
如图3所示，在MTBE生产装置中甲醇回收系统中，在萃取循环水的进口管线5上设置装填离子交换树脂的脱酸罐6，其它同实施例2。
实施例15：
如图3所示，在MTBE生产装置中甲醇回收系统中，在萃取循环水的进口管线5上设置装填离子交换树脂的脱酸罐6，其它同实施例3。
实施例16：
如图3所示，在MTBE生产装置中甲醇回收系统中，在萃取循环水的进口管线5上设置装填离子交换树脂的脱酸罐6，其它同实施例4。
实施例17：
如图3所示，在MTBE生产装置中甲醇回收系统中，在萃取循环水的进口管线5上设置装填离子交换树脂的脱酸罐6，其它同实施例5。
实施例18：
如图3所示，在MTBE生产装置中甲醇回收系统中，在萃取循环水的进口管线5上设置装填离子交换树脂的脱酸罐6，其它同实施例6。
对比例1
在MTBE生产装置中甲醇回收系统设备系统中不使用离子交换树脂吸附系统中酸性物质。
使用便携式pH/ORP计检测实施例1-18及对比例系统的工艺水pH值，结果如下：
  试验批次   工艺水pH值
  实施例1   8.2
  实施例2   7.2
  实施例3   7.7
  实施例4   7.2
  实施例5   7.0
  实施例6   7.5
  实施例7   7.6
  实施例8   7.2
  实施例9   7.5
  实施例10   7.2
  实施例11   7.0
  实施例12   7.4
  实施例13   7.9
  实施例14   7.2
  实施例15   7.5
  实施例16   7.3
  实施例17   7.2
  实施例18   7.2
  对比例1   4.8
由上表可知，采用本发明的方法在MTBE生产装置的甲醇回收中加入离子交换剂进行脱酸，可以显著地提高甲醇萃取循环水的pH值，从而有效地降低甲醇回收系统设备的化学和电化学腐蚀。

Claims (7)

1.一种减小MTBE生产装置中甲醇回收系统设备腐蚀的方法，所述的甲醇回收系统中包括甲醇萃取塔和甲醇精馏塔，所述的甲醇萃取塔通过醚后碳四和甲醇混合物的管线与上游设备连接，并通过萃取循环水的出口管线和入口管线与甲醇精馏塔连接；其特征在于：所述的方法是采用离子交换的方法将所述甲醇回收系统中的酸性物质脱除，提高甲醇萃取循环水的pH值，从而减小MTBE生产装置中甲醇回收系统设备的腐蚀。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的采用离子交换的方法将所述甲醇回收系统中的酸性物质脱除，是在所述甲醇回收系统中设置装填有离子交换剂的脱酸罐。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述的离子交换剂包括离子交换树脂、离子交换膜、离子交换纤维、液体离子交换树脂或无机类离子交换剂。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述的离子交换剂是离子交换树脂。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述的离子交换树脂包括磺化煤阳离子交换树脂、苯乙烯系离子交换树脂、丙烯酸系离子交换树脂、酚醛系离子交换树脂、尿醛系离子交换树脂、乙烯吡啶系离子交换树脂、环氧系离子交换树脂或氯乙烯系离子交换树脂中的一种或两种以上的混合物。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：所述的离子交换树脂是苯乙烯系或丙烯酸系离子交换树脂中的一种或它们的混合物。
7.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述的装填离子交换剂的脱酸罐，在所述甲醇回收系统中设置的位置可以是下列三种位置中的一处或几处：(1)所述醚后碳四和甲醇混合物的管线上；(2)所述甲醇萃取塔萃取循环水的出口管线上；(3)所述甲醇萃取塔萃取循环水的进口管线上。
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