Áp suất trong tháp chưng cất xúc tác MTBE quá cao, phải làm sao đây?
Thread Content
Kính gửi các đồng nghiệp, chuyên gia và những người có kinh nghiệm: Nhà máy của chúng tôi đã vận hành thiết bị MTBE được bốn năm rồi; năm nay chúng tôi dự định tiến hành bảo trì thiết bị này. Hiện tại là mùa hè, nhiệt độ cao khiến áp suất trong tháp chưng cất tăng lên từng ngày. Áp suất hiện tại đã tăng từ mức 0,6 MPa lên 0,8 MPa, và có xu hướng tiếp tục tăng nữa. Hiện tại, lượng nguyên liệu đầu vào vẫn ổn định ở mức 15 tấn/giờ. Tôi nhớ rằng vào năm ngoái và năm trước nữa, lượng nguyên liệu đầu vào lên tới 17 tấn/giờ; lúc đó áp suất cũng không vượt quá 0,7 Mpa. Nhìn vào các thay đổi trong quy trình vận hành, có thể thấy tỷ lệ giữa ancol và olefin ngày càng được sử dụng nhiều hơn. Hàm lượng methanol trong sản phẩm phản ứng, cũng như hàm lượng methanol trong các chất carbon số bốn sau quá trình phản ứng, đều ở mức khoảng 4%. Trước đây, con số này là khoảng 3%. Lý do dẫn đến việc tăng tỷ lệ alcohol: việc có ít methanol trong sản phẩm phản ứng sẽ khiến nhiệt độ các tấm điều chỉnh nhiệt độ trong tháp chưng cất bị thay đổi. Sản phẩm MTBE chứa nhiều hydrocarbon loại C4, vì vậy không đạt được tiêu chuẩn 99% yêu cầu. Một thay đổi khác là hàm lượng isobutylene trong nguyên liệu ban đầu từ trên 15% giờ chỉ còn 12%. Bộ làm mát của tháp chưng cất xúc tác bị tích tụ cặn nghiêm trọng, vì vậy phải ngừng hoạt động khẩn cấp để vệ sinh. Ngay sau khi vệ sinh xong, tình hình còn khá ổn, áp suất trong tháp rất thấp. Nhưng một tháng sau, áp suất lại liên tục ở mức cao. Hệ thống nước tuần hoàn đã được thay bằng máy bơm lớn hơn, nhưng hiệu quả vẫn không rõ rệt. Nhiệt độ nước tuần hoàn khoảng 37 độ. Xin hỏi, có phải do hiệu quả tách chiết của tháp chưng cất xúc tác giảm sút theo thời gian nên mới xảy ra vấn đề này không? Làm thế nào để giải quyết triệt để vấn đề này?
Bài viết này cuối cùng được B0SS chỉnh sửa vào ngày 28-7-2016 lúc 17:58. Kính mong các chuyên gia giúp đỡ giải quyết vấn đề này
Dựa vào những gì bạn nói, nhiệt độ nước tuần hoàn trở về cũng ở mức bình thường. Chỉ số kiểm soát tỷ lệ alcohol-to-olefin là bao nhiêu? Nếu kiểm soát quá chặt sẽ dễ khiến áp suất trong tháp tăng cao. Ý nghĩa của việc tách biệt nhiệt độ các tấm cảm biến là gì? Nguyên nhân gây áp suất cao trong tháp chủ yếu liên quan đến thành phần của nguyên liệu đầu vào, trạng thái của nguyên liệu đầu vào, và việc xem liệu phía đỉnh tháp có chứa nhiều khí không ngưng tụ hay không.
Hiện tại áp suất trong tháp cao, nhiệt độ ở đỉnh tháp cũng cao; hiệu quả làm mát của bộ làm mát cũng không như mong muốn. Đây là một vòng luẩn quẩn xấu. Tỷ lệ alcohol-to-olefin ban đầu khi bắt đầu hoạt động là khoảng 1,2; còn hiện nay, mục tiêu đạt được tỷ lệ chuyển hóa đã lên trên 1,4. Nếu tỷ lệ alcol/olefin được giảm xuống, nhiệt độ ở phần dưới tháp sẽ giảm vài chục độ C, ngay cả khi nhiệt độ ở đáy tháp vẫn ở mức bình thường. Điều này khiến các hợp chất carbon số 4 và 5 lẫn vào sản phẩm, khiến sản phẩm không đạt tiêu chuẩn. Ngoài ra, khí không thể ngưng tụ cũng sẽ thoát ra từ phía trên bồn tái chế, và hiệu quả của việc xử lý này không rõ ràng
Thành phần nguyên liệu: Isobutylene chiếm 12–13%, tổng lượng carbon dioxide và carbon monoxide chưa đến 1%. Các phản ứng diễn ra trong lò phản ứng đều khá bình thường. Tuy nhiên, áp suất trong tháp chưng cất xúc tác lại cao hơn nhiều so với bình thường
Kiểm tra xem áp suất, nhiệt độ và lưu lượng nước tuần hoàn có ở mức bình thường hay không.
Việc theo đuổi tỷ lệ chuyển hóa không có nghĩa là phải liên tục tăng tỷ lệ alcohol:olefin. Có khả năng tình trạng hiện tại của các bạn chính là do tỷ lệ alcohol:olefin quá cao gây ra
Nhưng hiện tại tỷ lệ alcol–olefin đã giảm xuống; sự phân bố nhiệt độ bên trong tháp rất bất thường. Hiệu quả tách chiết của tháp cũng kém, khiến cho các chất thuộc nhóm carbon bốn rơi vào hỗn hợp MTBE
Tất cả những điều này đều là bình thường, chỉ có nhiệt độ bên trong tháp và áp suất không ở mức bình thường mà thôi
Có vấn đề gì với sự phân bố giữa pha khí và pha lỏng không?
Hiện tại áp suất trong tháp rất cao, vì vậy khí được xả ra từ đỉnh bình chứa để giảm áp. Điều này giúp loại bỏ lượng khí không thể ngưng tụ. Tuy nhiên, hiệu quả tách chiết trong tháp không tốt, hàm lượng hydrocarbon loại C4 trong sản phẩm khá cao. Vậy nguyên nhân là gì? Có phải do đã 4 năm kể từ lần cuối cùng tháp được bảo trì, dẫn đến việc các van điều tiết bị hỏng hoặc chất xúc tác bị tắc nghẽn trong tháp không?
Liệu hàm lượng nguyên liệu propan có quá cao không?
Ở đây bạn nên có một nhận định sơ bộ về nguyên nhân gây ra vấn đề này: liệu có phải do việc làm mát bằng nước tuần hoàn khiến cho hợp chất carbon tứ xuất hiện, hay do hàm lượng carbon ba trong thành phần nguyên liệu đầu vào gây ra. Bạn nên so sánh trước với các dữ liệu trước đây.
Vì hàm lượng isobutylene trong nguyên liệu giảm xuống, nên có nghĩa là các thành phần khác tăng lên. Cần kiểm tra xem trong mẫu nguyên liệu có quá nhiều các thành phần carbon số ba hay không. Tiếc quá khi để trống quá nhiều. Xét từ góc độ của bạn thì việc kiểm tra các tấm phân chia chắc chắn là điều cần thiết. Lần cuối cùng dừng máy, có kiểm tra van nổi không? Hiệu quả tách các thành phần nhẹ không tốt, có lẽ điều này có mối liên hệ trực tiếp với hiệu quả tách của tháp
Tôi chưa từng sản xuất thực tế, chỉ nói bừa thôi. Đừng để tâm nhé.
Hiệu quả làm mát của bộ làm mát phụ thuộc vào các thông số như lưu lượng nước tuần hoàn, nhiệt độ nước vào và ra, v.v. Nhiệt độ nước trở về chỉ là một yếu tố thôi. Ngay cả khi nhiệt độ nước trở về ở mức bình thường, việc tắc nghẽn trong bộ trao đổi nhiệt cũng có thể khiến diện tích bề mặt trao đổi nhiệt giảm đi, từ đó dẫn đến sự giảm lưu lượng nước làm mát. Dựa vào những hiện tượng bạn mô tả, rất có thể vấn đề nằm ở bộ làm mát ở đỉnh tháp.
Hiện tượng chính xảy ra trong sản phẩm MTBE là sự xuất hiện của hydrocarbon loại carbon bốn: ở điều kiện áp suất trong tháp không thay đổi, nhiệt độ của tấm cảm biến sẽ giảm xuống, và giá trị này càng thấp thì hàm lượng hydrocarbon loại carbon bốn trong sản phẩm càng cao
Tiếp tục hạ nhiệt độ nước tuần hoàn, tăng cường giám sát chất lượng nước, vệ sinh bộ trao đổi nhiệt; đó không phải là nguyên nhân từ tháp chưng cất
Phản ứng của bạn cho thấy phương pháp lấp đầy lớp xúc tác trong tháp chưng cất là loại nào? Nếu chất xúc tác bị rải rác, có thể do lưới lót trong lớp xúc tác bị hư hỏng, khiến chất xúc tác tràn ra các tầng dưới của tháp. Điều này ảnh hưởng đến quá trình tách hơi và chất lỏng, từ đó gây ra sự gia tăng áp suất trong tháp. Thông thường, chất xúc tác trên tháp cần được thay thế sau ba năm.