Thread Content
Исследование экологически чистого производства MTBE на предприятиях. В настоящее время в Китае срок службы установок для производства MTBE, использующих в качестве сырья жидкие углеводороды, составляет обычно 1–2 года. Хотя давление во время работы установок невысокое (до 1,5 МПа), периодическая замена реагентов приводит к загрязнению окружающей среды. Для обеспечения безопасного, экологически чистого производства в установках по производству МТБЭ дочерняя компания China Petroleum Harbin Petrochemical (сокращенно Harbin Petrochemical) провела исследования и приняла эффективные меры для снижения экологических рисков. Мощность установки по производству MTBE на харбинском нефтехимическом заводе составляет 50 кт/год; используется комбинированный процесс с использованием смешанной фазы и каталитического дистилляции. Для согласования с оборудованием нижнего уровня типа А и Б была добавлена колонна для изобутана; в зоне расположения оборудования увеличилось количество веществ класса C4, что повышает риски для безопасности. Кроме того, насыщенные углеводороды, получаемые в результате гидрирования дизельного топлива, поступают в систему двойной дестилляции жидких углеводородов. Содержание изобутилена в сырье для установок по производству MTBE составляет менее 12%, что является низким показателем в данной отрасли. По вышеуказанным причинам у установки MTBE на харбинском нефтехимическом заводе наблюдаются такие особенности, как низкая теплота реакции, высокая температура начала предварительного нагрева (при запуске установки с новыми реагентами температура предварительного нагрева составляет около 40°C), высокая нагрузка на верхнюю часть каталитической колонны и большие энергозатраты установки. Кроме того, в России наблюдаются значительные колебания в объемах смешивания сырой нефти; система двойной десульфурации жидких углеводородов работает нестабильно. Уровень азота и аммиака в жидких углеводородах после процесса десульфурации остается высоким, что сокращает срок службы катализаторов, используемых в процессе этерификации. Период замены катализаторов сокращается с 2 лет до 1 года. К тому же оборудование подвержено серьезной коррозии, из-за чего требуется частая остановка его работы. Таким образом, текущее состояние установки MTBE на харбинском нефтехимическом заводе приводит к тому, что риски для безопасности на ней выше, чем на аналогичных установках. Экологические риски, связанные с установками для производства МТБЕ, делятся на риски, возникающие во время простоя оборудования, риски, связанные с началом его работы, и риски, связанные с авариями на производственном оборудовании. На основе многолетнего опыта производства были сделаны выводы относительно экологических рисков, связанных с установкой по производству MTBE в Харбинском нефтехимическом заводе: ① Дождевая вода, попадающая на старые катализаторы, приводит к образованию кислых сточных вод, которые загрязняют водоемы ； ②Система восстановления метанола приостановлена, в результате чего выделяется сточная вода с высоким уровнем COD — до 40 000 мг/л ； ③При остановке установки MTBE для промывки сырья используется пар; реакционная система и каталитическая колонна промываются азотом. Система восстановления метанола и колонна с изобутаном промываются паром. Поскольку используются два разных средства промывки, невозможно одновременно сбрасывать газы в атмосферу, что может привести к загрязнению окружающей среды ； ④Во время простоя может возникнуть высокое содержание компонента C4 в продукте MTBE (более 5%), что приводит к утечке горючих газов из резервуаров с внутренним плавающим дном ； ⑤Во время остановки устройства происходит неполное извлечение продукта, C4 плохо испаряется, что приводит к возникновению опасностей из-за его прямого сброса на месте. Экологические риски в процессе запуска установки по производству MTBE: ① Во время настройки установки некачественный MTBE попадает в резервуары, что приводит к утечке горючих газов из резервуаров с плавающим дном ； ②Объем вводимой воды велик, уровень COD в сточных водах у основания колонны для рекуперации метанола высок ； ③Незамедлительная вытяжка азота из системы приводит к перенапряжению оборудования ； ④При восстановлении метанола с использованием замоченного катализатора он не возвращается на переработку, а сбрасывается в сточные воды, что приводит к высокому уровню COD в них. Экологические риски в процессе нормальной работы установки по производству МТБЕ: ① Низкая температура на дне колонны для восстановления метанола, колебания в процессе производства, прямой сброс воды, содержащей метанол ； ②Происходит утечка в оборудовании для холодного обмена; сточные воды, содержащие метанол, сбрасываются непосредственно в окружающую среду. Принятые меры: приостановка работы в целях защиты окружающей среды: ① В дождливую погоду не производится замена реагентов; старые реагенты защищаются от дождя. строго запрещается попадание кислых сточных вод под действием дождя в канализацию, что может привести к нарушению стандартов качества сточных вод ； ②Меры по снижению уровня COD в сточных водах во время остановки системы восстановления метанола: во-первых, после прекращения подачи сырья в экстракционную колонну, система работает в течение 1 часа для снижения концентрации метанола в экстрактной воде. Во-вторых, перед остановкой колонны для восстановления метанола C-303 температура на дне колонны была приведена к нормальному уровню; уровень жидкости в колонне снижался до минимума. Также постепенно сокращался объем рефлюкса, что позволяло извлекать метанол из резервуара рефлюкса и хранить его в специальном резервуаре для метанола. Это способствовало сокращению объема сточных вод, образующихся при остановке работы колонны ； ③Перед остановкой установки сначала необходимо переработать метанол, находящийся в резервуаре с низким уровнем запаса, до уровня нуля. В начальный период промывки установки газы, используемые для промывки, направляются в факел; прямая выброска этих газов на месте строго запрещена ； ④В процессе остановки установки по производству MTBE сначала снижается объем подачи сырья, затем — давление в каталитической колонне и объем рефлюкса; после этого прекращается подача сырья. Необходимо обеспечить соответствие температуры на дне колонны установленным нормам, чтобы готовый продукт мог попадать в специальные резервуары для хранения MTBE. Также необходимо предотвратить вытекание компонента C4 из резервуаров, а также его испарение на верхней части колонны ； ⑤При остановке установки MTBE и выводе продукта необходимо постепенно снижать объем обратного потока, чтобы обеспечить полный вывод продукта. На слепых концах всех трубопроводов используется паровая лента для вспенивания среды; особенно это важно в точках низкого уровня реакторов с повторным кипячением и на линиях обратного потока. Необходимо обеспечить полное вспенивание среды, чтобы избежать её прямого выброса наружу. Начало работы в рамках экологических мер: в процессе запуска установки @MTBE, особенно когда качество продукта, получаемого в нижней части каталитической колонны, соответствует требованиям, уровень жидкости в нижней части колонны снижается до минимального значения перед подачей сырья. Откройте клапан подачи с реактора в колонну, когда давление в реакторе сравняется с давлением в колонне каталитического дистилляции. При запуске установки объем подачи сырья должен составлять 2/3 от проектного значения; после стабилизации его можно повысить до нормального уровня. Все эти меры принимаются для сокращения времени на настройку оборудования, чтобы избежать попадания некачественного MTBE в резервуары с плавающей крышкой, что может привести к утечке горючих газов ； ② Система восстановления метанола начала работу вовремя и нормально; в экстракционной колонне для метанола поддерживается минимальный уровень жидкости при подаче сырья. Температура на дне колонны C-303 не соответствует требованиям, поэтому вода не сливается, чтобы избежать высокого уровня COD в сточных водах ； ③В процессе запуска установки, при постоянном давлении в колонне, в каталитической дистилляционной колонне и колонне с изобутаном осуществляется выпуск азота в зависимости от температуры рефлюкса. строго запрещается допускать избыточное давление азота из-за низкой температуры на нижнем уровне, чтобы обеспечить качество продукта и надлежащие условия работы оборудования ； ④Растворенный катализатор для восстановления метанола хранится в низкотемпературном резервуаре для метанола; после нормальной работы установки он снова используется в процессе производства. Избегание рисков: контроль качества воды, используемой для экстракции у основания колонны для восстановления метанола, в процессе нормального производства является ключом к контролю значения COD в сточных водах. ①Во-первых, необходимо усилить контроль за температурой в нижней части колонны для восстановления метанола, строго соблюдая уровень выше 102°C ； Во-вторых, стабильное производство сокращает объем сбросаемой воды ； В-третьих, внедряются катионные сорбенты для экстракции воды, что позволяет сократить объем воды, необходимой для замены, а также уменьшить риск коррозии и утечек в оборудовании ； В-четвертых, необходимо усилить анализ аномалий в процессе сброса и подачи воды в систему, чтобы своевременно выявлять утечки в ректификационных или охлаждающих устройствах. Также важно приложить усилия для повышения коррозионной стойкости оборудования: например, путем использования специальных защитных покрытий и совершенствования материалов, из которых изготавливается оборудование. Это поможет обеспечить долгосрочную работу теплообменного оборудования ； ②Избегайте сырья с C4. При использовании сырья C4 необходимо строго контролировать температуру точки чувствительности каталитической колонны; при содержании C4 свыше 2% подача сырья прекращается, чтобы уровень C4 в продукте MTBE не превышал допустимых значений и чтобы исключить утечки из резервуаров с внутренней плавающей крышкой ； ③Внедряется система контроля за наличием воды в сырье на уровне цехов и бригад: при обнаружении воды в сырье сразу же прерывается процесс его использования, и принимаются меры в смежных установках для уменьшения количества воды, выделяющейся при обработке MTBE ； ④Система двойной дегидратации жидких углеводородов обеспечивает контроль над количеством и качеством воды, используемой для промывки; в качестве воды для промывки применяется деионизированная вода. Также контролируется pH значения воды, используемой при промывке, чтобы уровень содержания ионов аммиака в жидких углеводородах после процедуры дегидратации оставался в пределах допустимых значений. Если будет возможно отключить систему глубокой десульфурации жидких углеводородов, это снизит выделение щелочных ионов ； Если необходимо усилить процесс дегидратации, следует предотвратить затопление катализатора водой, что может привести к отслоению щелочных ионов аммиака. Результаты применения: практика производства показала, что после принятия соответствующих мер период замены фильтрующего материала в устройстве может быть увеличен с 1 года до 2 лет. То есть каждые 2 года снижается риск, связанный с запуском и остановкой оборудования. Для установки с производительностью 50 кт/год MTBE это означает сокращение количества твердых отходов в виде катализаторов на 57 тонн в год (во влажном выражении), а также сокращение количества сточных вод с высоким содержанием COD на 35 тонн в год. Таким образом, риск снижается на 50%. Поэтому принятие мер по увеличению срока замены устройств позволяет эффективно снизить риски для окружающей среды. Экологически чистое производство в установке MTBE на харбинском нефтехимическом заводе возможно. Исходя из многолетнего опыта эксплуатации установки, наиболее вероятными экологическими рисками являются высокий уровень COD в сточных водах и утечка вещества из резервуаров для хранения MTBE. Чтобы снизить экологические риски, связанные с установками для производства MTBE, можно принять соответствующие меры на трех этапах: при остановке работы, при запуске и во время нормальной работы оборудования. В общем, предотвращение отравления катализатора этерификации и увеличение срока замены катализатора в установке позволяют значительно снизить экологические риски.