9 Слайд

Реактор синтеза МТБЭ характеризуется следующими размерами:

H = 29 м.

D = 4 м.

V катализатора= 292

м.

В реакторе три слоя катализатора, соответственно две межкатализаторных зоны. Примем высоту межкатализаторной зоны равной 1 м. Таким образом

м.

Материал корпуса: сталь 16ГС (конструкционная низколегированная для сварных конструкций)+Сталь 10Х17Н13М2Т (коррозионно-стойкая обыкновенная)

Химический состав в % материала 10х17н13м2т

ГОСТ   5632 - 72

C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Mo	Cu	-
до   0.1	до   0.8	до   2	12 - 14	до   0.02	до   0.035	16 - 18	2 - 3	до   0.3	(5 С - 0.7) Ti, остальное Fe

Химический состав в % материала   16ГС

ГОСТ   19281 - 2014

C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	V	N	Cu	As
0.12 - 0.18	0.4 - 0.7	0.9 - 1.2	до   0.3	до   0.035	до   0.03	до   0.3	до   0.12	до   0.008	до   0.3	до   0.08

Также, политропический режим, потому что тепловой эффект ухудшает показатели процесса. И если не будет теплосъема, то при нагревании реакционной смеси будут протекать нежелательные реакции. В этом случае, чтобы реакционная смесь не нагревалась ее надо принудительно охладить, т.е. иметь систему теплообмена реакционной среды с внешним хладоагентом.

Температура в слоях катализатора составляет от 60-80 г. Но сказали, что стараются поддерживать температуру 72 гр. При Т> 80 град происходит слипание катализатора, что приводит к увеличению гидравлического сопротивления и потери активности.

Температура в верхней ректификационной секции не превышает 55 град. В нижней части реактора (в отпорной секции) температура выше и составляет не более 80 град.

При повышении температуры снижается вязкость метанола и углеводородов, и создаются условия более благоприятные для их контактирования и диспергирования. Это обусловливает большую скорость всех протекающих реакций. При этом снижаются затраты энергии, что улучшает экономические показатели процесса.

Однако чрезмерное повышение температуры интенсифицирует побочные реакции в большей степени, чем целевую реакцию. При этом снижается избирательность реакций О-алкилирования и ухудшается качество получаемого эфира.

Снижение температуры в определенных пределах оказывает благоприятное влияние на селективность реакций, выход и качество МТБЭ. Лимитирующим фактором при снижении температуры реакции является чрезмерное снижение скорости основной реакции.

На практике оптимальный интервал температур при О-алкилировании метанола изобутиленом составляет 60-80 °С.

Соотношение метанол : олефин является одним из важнейших параметров О-алкилирования. Избыток метанола интенсифицирует целевую и подавляет побочные реакции О-алкилирования. Чрезмерное повышение этого соотношения увеличивает капитальные и эксплуатационные затраты, поэтому поддерживать его выше 10:1 нерентабельно.

Способ защиты от коррозии-плакирование.

Плакирование-нанесение на поверхность металлических листов, плит, проволоки, труб тонкого слоя другого металла или сплава термомеханическим способом.

Метод плакирования позволяет экономить дорогостоящие металлы или высоколегированные сплавы и находят широкое применение в промышленности. В качестве защитного покрытия для плакирования используют: алюминий, тантал, молибден, титан, никель, нержавеющая сталь.

Т кип ББФ=31℃

Метанол=65℃

МТБЭ=86℃

Побочные реакции: реакции димеризации, гидратации, дегидроконденсация метанола с образованием диметилового эфира.

Избирательность получения МТБЭ заключается в том, что из фракции в реакции участвует только изобутилен. Из этого следует, что синтез МТБЭ одновременно служит и процессом разделения фракции С4. Таким образом, получается, что н-бутилены, также являются товарной продукцией, как и МТБЭ [1].

Свойства смеси бензина с МТБЭ [1]: Детонационная стойкость и стабильность топлива увеличивается; Антидетонационные свойства легкокипящих компонентов топлива улучшаются; 10 Температура запуска двигателя и токсичность отработанных газов уменьшается; Расход топлива снижается; Изнашивание двигателя снижается; уменьшается образование нагара и лаковых отложений.

Аппарат К-3 состоит из 3 зон: в верхней зоне происходит отделение непрореагировавших углеводородов С4 от метанола и эфиров; в средней зоне, наполненной катализатором происходит синтез эфиров и вывод их из реакционной зоны; в нижней зоне происходит отделение метил-трет-бутилового эфира от углеводородов С4 и метанола.

В выходящий поток изобутана и метанолы, выходящий сверху колонны, вводят воду (водяной пар) путем распыления в шлемовую трубу колонны. Газожидкостная смесь охлаждается в холодильнике конденсаторе и расслаивается в емкости на водный и органический слои. Водный слой 39 направляется на выделение метанола; органический слой – на орошение колонны. Метанол, отогнанный из водного слоя, рециркулируется на стадию синтеза эфира.

Реактор реакционно-ректификационного типа с использованием тепла реакции для частичного испарения реакционной смеси.Теплота реакции используется для испарения отработанной фракции С4 и избыточного метанола. Недостающее для э тепло подводится вниз реактора через испаритель.

Комбинирование установок производства МТБЭ и сернокислотного алкилирования позволяет снизить нагрузку установок алкилирования и повысить октановое число алкилата.

В отечественных производствах алкил-трет-алкиловых эфиров используется ионитный формованный катализатор, который имеет форму цилиндров диаметром 4-6 мм и длиной 5-10 мм и уже своим размером более благоприятен с точки зрения гидродинамики для реакторов реакционно-ректификационного типа.

Предпочтительно использовать реакционно-ректификационный реактор с диаметром реакционной зоны, равным 1-4 м, и высотой катализатора в слое от 1 до 3,5 м.

Общая высота зоны с катализатором 4,2 м.

Влияние параметров на процесс

С повышением температуры выход побочных продуктов растет и при этом увеличивается продолжительности контакта, т.е. скорости подачи сырья снижением [61]. По литературным данным объемная скорость поступления ББФ составляет в среднем 1,5 ч^-1 [42]. При верно выбранных режимах побочные реакции можно фактически полностью подавить, обеспечив избирательность 98 % и выше [61].