MTBE装置催化剂失活原因分析及解决方案

MTBE装置催化剂失活原因分析及解决方
案
摘要：近来年，在国民经济不断发展推动作用下，我国的石油化工产业也得到了较为快速的发展。

在石油化工企业发展过程中，MTBE是较为重要的产品并且有着较为广泛的应用，尤其是在汽油产品调和过程中有着较为重要的作用。

然而，MTBE装置应用时间较短，其运行受到性能不高的影响，尤其是催化剂失活的现象对产品的生产造成了极大影响。

基于此，文章对MTBE装置催化剂失活原因进行了较为深入地分析，进而对相关对策进行了有效探讨，希望能够为提高MTBE 装置的运行寿命提供有益参考。

关键词：MTBE；装置催化剂；失活原因分析；解决方案
前言
MTBE装置具备较高的敏感性，在汽油调和过程中发挥着极为重要的作用，使得产品能够以不同的比例互相融合，并且不会产生分离现象，在焊前高辛烷值汽油的优良调和中有着较为重要的作用。

但是装置的运行效率，以及产品的生产质量在较大程度上受到催化剂活性的较大影响。

一、BMTBE装置催化剂性能分析
MTBE装置催化剂，主要是利用特殊孔剂作用使苯乙烯、二乙烯苯发生悬浮共聚形成球体，再在磺化反应的作用下获得大孔网状且具备磺酸基团酸性高分子聚合物。

催化剂的特点主要表现在两个方面：一是催化剂使用会在一定程度上增加生产成本，交换容量通常需要控制在5mmol/g以下，能够提高催化剂活性，进而增加周期产量；二是催化剂在低温环境下的活性交换，具备较高的选择性能够很好地提高MTBE产品纯度，降低杂质含量。

二、MTBE装置催化剂失活原因分析
（一）原料污染
碳四组是MTBE产品生产不可或缺因素，而碳四组分主要是液态烃脱硫、液
气分离所得，其过程极易混入含氮化合物，从而影响催化剂使用寿命。

同时混入
的金属离子也会对MTBE 装置催化剂造成不良影响，使催化剂受到较为严重污染
而降低催化剂活性。

催化剂生产过程中，FCC脱氧醇工艺的应用会涉及低浓度氢
氧化钠溶液，导致大量金属钠离子混入催化剂原料中而使得催化剂受到污染。

还
有就是若是催化剂反应器中水分较多会导致磺酸基掉落，同时与异丁烯发生化
学反应而建设工地催化剂使用寿命。

（二）化合成反应温度过高
MITBE产品生产需要借助催化剂来使异丁烯与甲醇发生化学反应，其中反应
温度会影响催化剂活性。

若是反应温度过低，催化剂收率也随着降低，同时在较
高平衡转化率下装置的副反应较少。

而若是反应温度过高则会提高催化剂收率，
受到平衡转化率过低的影响反应过程会产生较多副反应，同时温度升高会使得磺
酸基掉落，大幅降低催化剂活性。

（三）醇烯转化率提升
MTBE产品生产需要提高异丁烯转化率，以免异丁烯出现自聚现象生成二聚物，因此在实际生产时甲醇进料量需较实际进料稍多，需要合理控制醇烯比，确保催
化剂活性基因氢离子可以实现与甲醇的有效结合，以免化合物与有害离子影响催
化剂活性。

若是醇烯值较低则会降低氢离子与甲醇的融合性，原材料杂质也会对
氢离子造成直接影响而降低催化剂使用寿命，同时促进异丁烯形成二聚物以及释
放大量热量，且温度过高会堵塞催化剂微孔，破坏催化剂活性。

反之，若是醇烯
比值升高也会产生大量二甲醚二加重甲醇回收塔负担。

（四）催化剂微孔被堵住
催化剂反应物料无法进入到微孔内部活动而发生了大范围的化学反应，导致
催化剂失活，并且受到超温失活的影响极易产生自聚合反应而导致催化剂孔道发
生堵塞。

同时不稳定操作也会使得催化剂使用寿命降低。

以及硫化物失活也会堵
塞催化剂孔道，不利于催化剂活性发挥。

（五）催化剂硫酸根脱落
催化剂磺酸根极易发生脱落而使得部分催化剂失活，脱落的磺酸根在介质流
动作用下又会对设备产生腐蚀影响。

这样的状态会产生两种情况，一种是热解脱硫，即高温环境下催化剂硫酸根脱落，另一种是水解脱硫，即水分充足时催化剂
也会产生硫酸根脱落问题，导致MTBE装置催化剂失活。

三、延长MTBE装置催化剂使用寿命相关对策
（一）强化原料性质管理
想要延长MTBE产品生产过程中催化剂产使用时间，需加强对原料性质管理。

首先，加强对碳四组原料的日常检测，以免原材料中碱性物质过多。

对于pH值
呈碱性的现象需及时对反应装置操作参数进行调整。

其次，对碳四组组原料中碳
化合物、金属阳离子含量进行合理控制，需严格检查过滤器之后方可放入催化剂，确保金属阳离子、硫化物质等有效去除。

再者，需严格控制原料水分，水分含量
不能超出甲醇总量的50%。

同时需要对碳四组原料中的水进行脱落，以及做好催
化剂加入之前的水分脱落设置。

（二）加强操作工艺优化
优化操作工艺对于延长催化剂使用寿命有着至关重要的作用。

结合装置开工
时间对操作时间进行优化，有效保护催化剂性能。

在开工初期，若是异丁烯转化
率大于90%，催化剂质量分数也会在90%以上。

对此可适当降低装置预热温度，
同时对反应温度进行合理的减小。

若是生产时催化剂活性下降，则需对预约温度
和反应温度进行适当提升。

在装置运行后期还，需进行预约温度与反应温度的再
次提升。

尤其是要合理控制反应温度，实现对催化剂使用时间有效延长，并且获
得较好节能降耗效果。

（三）对醇烯比进行合理调整
对醇烯比进行合理调整有助于提高MTBE产品质量。

对异烯烃含量较少的情况，合理提高醇烯比可以提高醚化化反应程度。

结合生产工艺定期调整醇烯比，
如在反应初期需将醇烯比控制在一定范围，在反应后期降低醇烯比控制，不断调
整醇烯比，使得异丁烯转化率不断接近完全。

同时需要注意预防异丁烯多聚物的
生成，确保MTBE较好的生产质量。

（四）防止催化剂微孔堵塞
对醇烯比进行合理控制，使其在合理范围，避免在反应中生产碳吧等大分子
多聚物，或者生成DME产物，对催化剂反应孔道造成堵塞，使催化剂永久失活。

在原料进料操作过程中需适当增加甲醇进料量，使催化活性中心避免遭受有害离
子与化合物的危害，避免催化剂微孔结焦积碳失活，延长催化剂使用寿命。

（五）防止磺酸跟脱落
反应床层温度过高，大于大孔径强酸性阳离子交换树脂催化剂正常使用温度，极易导致磺酸根基团脱落而降低催化剂活性，同时这也是MTBE装置催化剂的显
著特点。

对此，需严格控制开工与正常运行过程中的反应温度，对醇烯比进行合
理控制，确保满足产品生产要求的同时不会出现温度过高现象。

对于原料带水而
导致催化剂磺酸根脱落问题，需要加强对原料碳四与换水量的有效控制，同时确
保甲醇回收系统运行平稳，尽可能地减少回收甲醇含水量，以及对醇烯比进行合
理控制，降低甲醇醚化副反反应。

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