Thread Content
Về vấn đề ăn mòn và biện pháp phòng ngừa trong hệ thống thu hồi methanol của nhà máy sản xuất MTBE, ông Wang Junfeng thuộc công ty Hengli Petrochemical (Dalian) đã tiến hành nghiên cứu dựa trên thực tế hoạt động của các nhà máy sản xuất MTBE. Chúng tôi đã khảo sát các nhà máy sản xuất MTBE hiện có trên thị trường, bao gồm nhà máy sản xuất MTBE với công suất 500.000 tấn/năm ở Shandong, nhà máy sản xuất MTBE với công suất 120.000 tấn/năm ở Qingdao, và nhà máy sản xuất MTBE với công suất 250.000 tấn/năm thuộc công ty Dongying Jiahao Chemical Co., Ltd. Dựa trên phân tích tình hình vận hành của ba bộ thiết bị sản xuất nêu trên, điểm chung của chúng là hệ thống thu hồi methanol đều gặp vấn đề ăn mòn ở mức độ khác nhau, và các lỗ lọc trên tấm sàng trong tháp chiết xuất cũng bị tắc nghẽn. Có một số nguyên nhân dẫn đến hiện tượng ăn mòn và tắc nghẽn, cụ thể như sau: Thứ nhất, axit tự do gây ăn mòn các chất xúc tác được sử dụng trong thiết bị MTBE. Những chất xúc tác này là loại chất xúc tác kiềm có cấu trúc lỗ rỗng lớn, được tạo thành từ các hạt styrene liên kết với nhau, sau đó được xử lý bằng axit sunfuric để tạo thành chất xúc tác. Trước khi xuất xưởng, chúng phải trải qua quy trình tách axit nghiêm ngặt nhằm loại bỏ các tạp chất như axit benzen sunfuric có kích thước phân tử nhỏ còn sót lại trong các lỗ của chất xúc tác sau quá trình xử lý. Các nhà máy sản xuất thông thường đều tiến hành xử lý nghiêm ngặt các chất xúc tác trước khi cho chúng ra khỏi nhà máy. Ngoài ra, các đơn vị sử dụng cũng cần phải rửa sạch chất xúc tác sau khi lắp đặt nó. Do đó, yếu tố này không phải là nguyên nhân gốc rễ gây ra hiện tượng ăn mòn trong các thiết bị sử dụng MTBE. Thứ hai, các ion kim loại và chất kiềm trong methanol cùng các chất có tính kiềm trong carbon tetra có thể thay thế các ion H trong chất xúc tác. Điều này khiến các ion H bị loại bỏ khỏi chất xúc tác. Các ion kim loại và chất kiềm này sau đó đi qua bộ lọc methanol, lò phản ứng và tháp chưng cất xúc tác. Gần như toàn bộ các ion kim loại và chất kiềm đều bị chất xúc tác hấp thụ, đồng thời giải phóng ra một lượng tương đương các ion H. Những ion H này sẽ đi vào nước dùng để chiết xuất methanol. Chúng đủ để làm cho nước này trở nên có tính axit, từ đó gây ra hiện tượng ăn mòn thiết bị. Hiện tại, nguyên liệu carbon tứ mà công ty chúng tôi sử dụng có nguồn gốc từ đơn vị khử nước. Hàm lượng kim loại kiềm trong nguyên liệu này là 0,15 PPm; hàm lượng chất kiềm là 1,1 PPm. Còn trong methanol, hàm lượng chất kiềm là 1 PPm. Đồng thời, trước khi tham gia phản ứng, methanol được làm sạch bằng bộ lọc nhằm loại bỏ đi lượng chất kiềm nhỏ có trong nó. Vì vậy, hiện tượng ăn mòn này cũng sẽ không gây ra mức độ ăn mòn nghiêm trọng hơn. III. Sự quá nhiệt trong lớp phản ứng khiến các nhóm sulfonic bị tách ra, gây ra hiện tượng ăn mòn. Nhiệt độ phản ứng ether hóa bình thường nằm trong khoảng 40°C – 75°C. Trong khi đó, xác suất mà chất xúc tác phản ứng ether hóa bị mất lưu huỳnh ở nhiệt độ dưới 80℃ gần như bằng không. Chỉ khi lớp phản ứng bị quá nhiệt thì mới gây ra hiện tượng chất xúc tác bị tách ra dưới dạng axit sunfuric. Các yếu tố gây ra tình trạng nhiệt độ quá cao trong lớp phản ứng bao gồm: 1. Trong quá trình vận hành, máy bơm methanol đột nhiên ngừng hoạt động, khiến tỷ lệ giữa methanol và olefin giảm xuống thấp. Điều này dẫn đến việc isobutylene tự kết tụ và tạo ra lượng nhiệt lớn, khiến nhiệt độ ở một số vùng trong lớp phản ứng tăng cao, từ đó làm mất khả năng xúc tác của chất xúc tác. 2. Hàm lượng isobutylene trong nguyên liệu không ổn định, thay đổi liên tục từ cao xuống thấp; điều này khiến tỷ lệ giữa rượu và olefin quá thấp. Việc isobutylene tự kết dính với nhau khiến nhiệt độ trong lớp phản ứng tăng cao, từ đó gây ra hiện tượng các ion sunfat bị tách ra. 3. Đó là việc chúng ta yêu cầu thiết bị phải hoạt động trong thời gian dài; để đạt được tỷ lệ chuyển hóa mong muốn, người ta tăng nhiệt độ phản ứng một cách nhân tạo, điều này khiến chất xúc tác bị mất khả năng xúc tác. Tóm lại, để thiết bị có thể hoạt động trong thời gian dài, cần phải vượt qua những yếu tố nêu trên, đặc biệt là ngăn chặn sự ăn mòn do axit sunfuric và các chất khác gây ra. Trước hết, cần vận hành một cách ổn định, tăng cường việc kiểm tra định kỳ, nhằm tránh tình trạng tự kết dính của isobutylene do tỷ lệ alcol và olefin quá thấp, gây ra hiện tượng nhiệt độ trong lớp phản ứng tăng cao và dẫn đến việc mất đi lưu huỳnh. Thứ hai là kiểm soát chặt chẽ hàm lượng các kim loại kiềm và chất kiềm trong nguyên liệu, nhằm đảm bảo rằng chúng được loại bỏ hoàn toàn trong bộ lọc tinh chế methanol. Thứ ba là cần thường xuyên kiểm tra giá trị pH của nước dùng để chiết xuất trong vòng lặp; đồng thời phải thay nước thường xuyên để đảm bảo giá trị pH của nước này nằm trong khoảng 6,5–8,0. Thứ tư, khi cần thiết, hãy thêm kiềm vào nước được sử dụng trong quá trình chiết xuất tuần hoàn, nhằm làm tăng giá trị pH của nước đó. Thứ năm là tăng cường chất liệu của các thiết bị trong hệ thống chiết xuất tuần hoàn một cách nhân tạo, đồng thời lắp đặt thêm các thiết bị khử axit trong các đoạn ống dẫn nước trong quá trình chiết xuất tuần hoàn, nhằm chuẩn bị sẵn sàng để chống lại hiện tượng ăn mòn. 14 tháng 4 năm 2015