MTBE生产技术知识问答..doc

学习培训资料 （烷基化车间） 2004年11月 MTBE生产技术知识问答 我厂用于制造MTBE的C4原料主要来源？组成？其中哪些杂质会造成催化剂失活？ 答：我厂用于制造MTBE的C4原料主要来自催化裂化装置产生的C4组分，其主要组成为：异丁烯含量在15％～20％之间，异丁烷含量在40％～45％之间，其余为正丁烷和其他C4烯烃。由于原料在气体分离时经过脱硫和水洗，因此含水量较高。水溶性金属离子如纳、钾、镁、铁等总含量在2～5mg/kg，有时可能会超过10mg/kg，这些金属阳离子进入催化剂后，会与催化剂中的磺酸根结合，生成磺酸盐，使催化剂失去酸性而使活。 C4原料中的杂质如何脱除？ 答：首先可以用水洗的方法将杂质脱除到1mg/kg以下，使它们的毒害作用减小到最低程度。其次可以用酸性的凝胶树脂或大孔径阳离子交换树脂作净化剂，使C4在进醚化反应器前先经过内装净化剂的保护床，使有害杂质在保护床内先行脱除。 甲醇中含有的有害杂质如何脱除？碱性化合物的允许含量是多少？ 答：甲醇因制造过程和原料的差异，而使得有的甲醇呈弱酸性，有的甲醇呈弱碱性。如果呈弱酸性，对醚化反应和催化剂基本没有影响，如果呈弱碱性，就会引起酸性催化剂失活。对于甲醇中的碱性物，必须在进入反应器前先进入保护床，予以脱除。为了使生产更顺利的进行，甲醇中碱性物的允许含量，最好是小于等于1mg/kg。 什么叫催化剂？催化剂作用的基本特征是什么？ 答：⑴催化剂是一种物质，它能改变化学反应速度，但它本身并不进入化学反应的化学计量。例如：C4和甲醇混合物在60～70℃是不会发生醚化反应的，但在大孔径阳离子交换树脂的参与下，会有95％的物料参与反应，而大孔径阳离子交换树脂的性质却并未发生变化，我们就称大孔径阳离子交换树脂为醚化反应的催化剂。 ⑵催化剂作用的基本特征是：①对化学反应具有选择性，一般来说，一种催化剂只对某一种或某一类化学反应起催化作用，而对其它化学反应则没有作用或作用不明显。②它只能改变化学反应速度，而不能改变化学平衡。③只能加速热力学上可能进行的化学反应，而不能加速热力学上不能进行的反应。 什么是催化剂活性？合成MTBE催化剂活性的一般表示方法是什么？ 答：催化剂活性是表示催化剂加快化学反应速度的一种量度。换言之，催化剂活性是指催化反应速度与非催化反应速度之差。非催化反应速度小到可以忽略不计时，催化剂活性就相当于催化反应速度。在给定温度、压力、空速的条件下，合成MTBE的催化剂活性一般用原料异丁烯的转化率来表示。 什么是催化剂的选择性？ 答：催化剂在反应物料中并不是对热力学所允许的所有化学反应都能起到催化作用，而是特别有效地加速平行反应或串联反应中的一个或几个反应。催化剂对这种复杂反应有选择的发生催化作用的性能，称为催化剂的选择性。选择性的量度方法是主产物的产率。 什么是催化剂的稳定性？ 答：催化剂的稳定性通常以寿命表示，指催化剂在使用条件下维持一定活性水平的时间（单程寿命）或者每次下降后经再生又恢复到许可活性水平的累计时间（总寿命）。 催化剂的稳定性包括对高温热效应的热稳定性，对摩擦、冲击、重力作用的机械稳定性和对毒物作用的抗毒稳定性；此外还有对结焦积碳的抗衰变稳定性和对反应条件的化学稳定性等。 强酸性树脂催化剂有哪些主要特征？ 答：用于合成MTBE的树脂催化剂特征之一就是强酸性。量度其酸性大小的方法就是交换容量，交换容量越高，催化剂活性越好。 特征之二是含水性。无论在催化剂生产过程中，或储存运输过程中，催化剂必须是含水的状态；绝对不含水的催化剂球体，再遇水时，就要崩裂成碎片。 特征之三是它的溶胀性。不含水的催化剂（干基）遇水后它的容积要增大（称为溶胀）。 特征之四是它的安全性。该催化剂在反应中表现为强酸性，但它对操作人员来讲是安全的，无论是干基还是湿基，与人体短时接触时，是无毒无腐蚀性的。 强酸性树脂催化剂的主要技术指标有哪些？ 答：主要有：含水量、交换容量、堆密度、湿密度、真密度、粒度、比表面积、平均半孔径、孔容、溶胀比、交联度以及强度等。其中交换容量是最主要的技术指标之一，交换容量越高越好，好的树脂催化剂交换容量可达5.0mmolH＋/g(干)以上。 为什么醚化催化剂标牌上允许使用温度为120℃，但在生产过程中，床层温度到100℃以上时，催化剂就会失活？ 答：催化剂说的允许使用温度是由外部供热来说的，当外部供热结束，温度下降到60℃时，催化剂的转化率和交换容量虽稍有下降，但能基本恢复。而在实际生产中，热量是由反应热产生的，超温会导致副反应急剧增加，催化剂上的酸根脱落，同时产生积炭，堵塞催化剂微孔，使催化剂失活。这与单纯的高温操作是不同的，所以应精心操作，避免超温现象发生。 醚化催化剂的失活原因有几种？ 答：能引起树脂催化剂失活如下