Qual é a solução para a alta pressão na coluna de destilação catalítica de MTBE?
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Prezados colegas, especialistas e profissionais experientes: O equipamento de MTBE da nossa fábrica está em operação há quatro anos, e este ano estamos planejando sua manutenção. Com o calor do verão, a pressão na torre de destilação catalítica aumenta a cada dia. Ela passou de 0,6 MPa para 0,8 MPa, e ainda há tendência de aumento. Atualmente, a quantidade de material alimentado permanece estável em 15 t/h. Lembro que, no ano passado e no anterior, era de 17 t/h. Além disso, a pressão nunca ultrapassa 0,7 Mpa. Pelas mudanças nas condições de operação, percebe-se que a proporção entre álcool e olefina está aumentando cada vez mais. O teor de metanol nos produtos da reação, bem como o teor de metanol nos carbonetos de quatro átomos de carbono, fica em torno de 4%, enquanto antes era de cerca de 3%. A razão para aumentar a proporção de álcool em relação ao olefino é que uma menor quantidade de metanol nos produtos da reação faz com que as temperaturas nas placas sensíveis da coluna de destilação catalítica sejam diferentes. Além disso, o produto MTBE contém compostos de carbono de quatro átomos, o que impede que ele atinja o padrão exigido de 99% de pureza. Outra mudança é que a concentração de isobuteno na matéria-prima passou de 15% para apenas 12%. O resfriador da coluna de destilação catalítica teve que ser desligado emergencialmente devido à forte incrustação. Após a limpeza, o resultado foi bom: a pressão na coluna era baixa. Mas, um mês depois, a pressão voltou a ficar alta. O sistema de água de circulação teve suas bombas trocadas, mas isso também não surtiu efeito significativo. A temperatura da água de retorno é de cerca de 37 graus. Gostaria de saber se o problema se deve ao fato de a coluna de destilação catalítica estar desgastada com o tempo, o que prejudica seu desempenho. Como é possível resolver esse problema de raiz?
Este tópico foi editado pela última vez por B0SS em 28/07/2016, às 17:58. Peço ajuda aos especialistas para resolver esse problema
De acordo com o que você disse, a temperatura da água de retorno no sistema de circulação também está dentro dos limites normais. Qual é o valor específico para o controle da proporção entre álcool e olefina? Um controle excessivo pode causar aumento da pressão na torre. O que significa separar as temperaturas das placas sensíveis? As principais causas de alta pressão na coluna dependem da composição do material de alimentação, do estado desse material e se há grande quantidade de gás não condensável no topo da coluna.
Agora, a pressão na torre está alta, assim como a temperatura no topo da torre. Além disso, o efeito de resfriamento do refrigerador também não é satisfatório. É um ciclo vicioso: a relação entre álcool e olefinas era de cerca de 1,2 no início das operações, mas agora se busca uma taxa de conversão acima de 1,4. Se a proporção entre álcoois e olefinas for reduzida, a temperatura na parte inferior da coluna ficará algumas dezenas de graus mais baixa, mesmo quando a temperatura na parte inferior da coluna estiver normal. Isso faz com que os compostos de carbono quatro e cinco se misturem ao produto final, tornando-o inválido. Além disso, gás não condensável também é eliminado no topo do tanque de refluxo; portanto, o efeito não é significativo
A composição dos materiais brutos é de 12-13% de isobuteno; a soma de carbono dois e carbono três é inferior a 1. As reações no reator parecem estar normais. No entanto, na coluna de destilação catalítica, a pressão parece ser muito alta
Verifique se a pressão, a temperatura e o fluxo da água de circulação estão normais.
Buscar uma taxa de conversão não significa simplesmente aumentar a proporção entre álcoois e olefinas. É bem possível que o problema atual de vocês se deva justamente a essa proporção excessiva
Mas agora a proporção entre álcoois e olefinas é menor. A distribuição da temperatura dentro da torre é muito anormal; o desempenho da torre na separação dos componentes é ruim. O carbono de quatro átomos acaba se misturando com o MTBE
Tudo isso é normal; o que não está normal é a temperatura dentro da torre, assim como a pressão
Há algum problema com a distribuição entre fase gasosa e líquida?
Atualmente, a pressão na torre é alta, e há um constante vazamento de gás no topo do tanque de refluxo, o que permite eliminar o problema dos gases não condensáveis. Além disso, a eficiência de separação da torre não é boa; o teor de carbono quaternário no produto é elevado. Qual será a causa disso? Será que é porque a torre não foi revisada há quatro anos, o que causou danos nas válvulas de flutuação ou entupimento dos catalisadores nas placas da torre?
Será que a proporção de propano, que é o material de partida, está alta demais?
Aqui você deve ter uma avaliação preliminar sobre o que está causando o problema: se é devido ao carbono quatro após o resfriamento com água em ciclo, ou se é devido à presença de carbono três na composição da matéria-prima. Você deveria primeiro comparar com informações anteriores.
Já que o teor de isobuteno nos materiais brutos diminuiu, isso significa que há mais outros componentes. Vamos verificar se há mais compostos carbonados leves no material bruto. É uma pena desperdiçar tanto. Do seu ponto de vista, pensar no tanque de separação é certamente a coisa certa. Você não verificou a válvula flutuante da última vez que o equipamento foi parado? O efeito de separação dos componentes leves não é bom; provavelmente isso está diretamente relacionado com a eficiência de separação da torre
Eu nunca produzi nada na prática; estou apenas falando sem saber do que falo. Não se preocupe, hein.
O efeito de resfriamento do resfriador depende de parâmetros como o fluxo da água de circulação e as temperaturas de entrada e saída. A temperatura da água que retorna é apenas um fator; além disso, em trocadores de calor normais, o aumento do entupimento pode reduzir a área de troca térmica, o que acaba levando a uma diminuição no fluxo da água de resfriamento. Com base nos fenômenos que você descreveu, é muito provável que haja algum problema com o resfriador localizado no topo da torre.
O principal fenômeno associado à presença de carbono quaternário no produto MTBE é o fato de que, mantida constante a pressão da coluna, a temperatura da placa sensível diminui em relação à temperatura normal. Quanto menor for a temperatura da placa sensível, maior será o teor de carbono quaternário no produto
Continuar a reduzir a temperatura da água de circulação, intensificar o monitoramento da qualidade da água e limpar os trocadores de calor; isso não se deve à coluna de destilação
Qual é o método de preenchimento do leito catalítico da coluna de destilação? Se o catalisador estiver disperso, pode ser que a malha utilizada para revestir a camada do catalisador esteja danificada, fazendo com que o catalisador vaze para as prateleiras inferiores da coluna. Isso afeta a separação entre vapor e líquido, causando um aumento na diferença de pressão na coluna. Geralmente, o catalisador nas torres precisa ser substituído a cada três anos.