MTBE生產(chǎn)方法及工藝路線

MTBE生產(chǎn)方法及工藝路線1、生產(chǎn)方法及反響機理以混合C4餾份〔所含異丁烯〕和甲醇為原料，經(jīng)大孔徑強酸性陽離子交換樹脂作用，合成MTBE。反響產(chǎn)物經(jīng)第一、二共沸精餾塔分別，塔底得到純度大于98MTBE產(chǎn)品。未反響C4C3，48%的粗丁烯產(chǎn)品。異丁烯與甲醇合成MTBE反響是一個可逆放熱反響，同時還伴有副反響發(fā)生。反響經(jīng)三段醚99.3MTBE99%，一段醚化反響器為列管式固定床反響器，二段深度轉(zhuǎn)化反響器為筒式蛇管內(nèi)冷固定床反響器，三段深度轉(zhuǎn)化反響器也為筒式蛇管內(nèi)冷固定床反響器。主、副反響及反響熱效應(yīng)主反響：CH3∣

CH2║CH3OH+CH3—C—CH3 CH3—O—C—CH3∣CH3ΔrHmΦ(298)=-36.5KJ/mol副反響：CH3∣

CH2 CH3║ ∣2CH3—C—CH3 CH3—C—CH2—CH2═CH3∣CH3ΔrHmΦ(298)=-69.3KJ/molCH2 CH3║∣H2O+CH3—C—CH3 CH3—C—OH∣CH3ΔrHmΦ(298)=-35.03KJ/mol2CH3OH 〔CH3〕2O+H2OΔrHmΦ(298)=-9.20KJ/mol由上述可以看出，用異丁烯與甲醇合成MTBE其主副反響均為放熱反響。2、工藝流程簡述2.1、裝置流程簡述來自丁二烯抽提裝置的混合C4原料進入原料罐R301/1.2CH3OH醇原料罐R101。分別經(jīng)B101、B102提高壓力后混合，混合物料經(jīng)混合器混勻后進入一反離子過濾器，除去物料中的金屬陽離子等有害雜質(zhì)。過濾后的物料首先進入H101/1.2與來自MTBE35℃左右進入一反進料預(yù)熱器H1020.3MPa40℃以后進入第一反響器(F101C4徑強酸性陽離子交換樹脂作用下，進展醚化反響生產(chǎn)MTBE。從第一反響器底部出來的反響物料進入初餾塔進料預(yù)熱器〔H104〕與初餾塔釜液換熱后進入初餾塔〔T101〕。初餾塔底含MTBE的釜液經(jīng)H104、H10130℃MTBE中間罐〔R205/1.2〕，然后經(jīng)泵(B209)送至成品罐區(qū)。初餾塔頂經(jīng)H105冷凝、冷卻至40℃進入回流罐，局部凝液回流進入塔頂，另一局部凝液與甲醇混合后進入二反離子過濾器，濾出金屬陽離子等有害雜質(zhì)進入二反。從二反底部出來的物料進入三反，三反底部出來的物料進入脫C4塔，或經(jīng)H218冷卻后進入T202。脫C4MTBEMTBEH10140℃進入回流罐，一局部凝液作為回流進入塔頂，另一局部凝液進入甲醇萃取塔。含甲醇混合C4〔T203〕由塔上部進入，在14mC4C4被萃取劑冷至40℃以下進入R207。底部富含CH3OH的水。進入甲醇回收塔。塔頂氣相經(jīng)冷凝、冷卻到40℃，凝液一局部回流進入塔頂，一局部返回原料罐R101R207C4經(jīng)B204泵輸送至H208R203罐，一局部氣相被排入火炬，全部凝液回流進入塔頂。被脫除C3及局部異丁烷的C4塔底，由B205-1粗丁烯-1塔塔頂氣相冷凝后進入回流罐〔R204〕，一局部凝液作為回流送回塔頂。另一部H21540℃進入R302。塔底物料經(jīng)H214冷卻后直接或用B207原料罐區(qū)。工藝掌握理論1、產(chǎn)品質(zhì)量與操作參數(shù)的關(guān)系、反響器壓力：甲醇和異丁烯醚化生成MTBE，其反響壓力可在較大范圍內(nèi)變化，對反響的轉(zhuǎn)化率影響不明顯。對反響本身而言，壓力大小的選擇是掌握反響在該條件下呈液相狀態(tài)。但是壓力的選擇還應(yīng)考慮整個系統(tǒng)的阻力及分別系統(tǒng)所需的操作壓力。一般可在0.5~5.0MPa、反響器的溫度：異丁烯與甲醇在催化劑床層保持液相進展反響，在40~70℃時反響，959840℃70℃時，異丁烯的80℃MTBE產(chǎn)品純度下降，而且大量的二聚物會造成反響器管道堵塞，形成偏流影響異丁烯的轉(zhuǎn)化率。長時間會威逼生產(chǎn)，同時催化劑脫磺速率顯著增加。因此要嚴格掌握反響溫度。、空速：在較大的范圍內(nèi)〔2—8h-1〕對于反響的轉(zhuǎn)化率與選擇性影響不明顯。當(dāng)空速較大時轉(zhuǎn)化率才有所下降，選擇性稍有增加。但從反響器取熱角度看空速不宜大于3h-1。1.4MTBE是一個體積減小的可逆反響。增加一種原料的用量可以提高另一種原料的轉(zhuǎn)化率。當(dāng)甲醇過量時，可使異丁烯的轉(zhuǎn)化率增加，同時副反響二聚反響削減，二聚物含量下降。當(dāng)醇烯比大于0.880MTBE的選擇大于98之間時，轉(zhuǎn)化率變化比較明顯，異丁烯的二聚物含量很小。當(dāng)醇烯比大于1.2時，轉(zhuǎn)化率變化不明顯。假設(shè)醇烯比過大，將導(dǎo)致反響產(chǎn)物中甲醇含量增加，給分別帶來困難。一般掌握0.98~1.021~2.2。、原料異丁烯濃度：在低空速下，異丁烯濃度在10%以上時，異丁烯轉(zhuǎn)化率可達90%以上。而且隨濃度的增加，異丁烯的轉(zhuǎn)化率變化不大。但異丁烯的組成變化會影響到分別局部的塔負荷。、原料中含水：原料中含水可能來自供料中含水或裝置加熱器的泄漏，甲醇回收塔返甲醇帶水。假設(shè)原料帶水，則異丁烯與水反響生成副產(chǎn)物叔丁醇，影響MTBE產(chǎn)品純度。、原料預(yù)熱溫度：原料預(yù)熱溫度可影響異丁烯的轉(zhuǎn)化率和反響器床層溫度的分布，考慮到集中的影響，一般預(yù)熱溫度掌握在20—70℃、料/水比：一般掌握在2：1〔體積比〕，料/T202/2：1T203塔的熱負荷，同時夾帶C4MTBE，增加裝置能源消耗。最近通過計算和試驗，T2025：1抱負。T202塔進料中C4MTBET202塔進料中MTBEE2：1500ppm，當(dāng)水量增加10倍時仍無明顯改善。、萃取塔溫度：水萃取溫度在25~40℃時對萃余相C4中的甲醇含量影響不大。、萃取劑中CH3OH含量：無論料/水比多大，萃取劑中含有甲醇均影響萃取效果，即隨著萃取劑中甲醇含量的增加，萃余C4、初餾塔進料中甲醇含量：當(dāng)一反出口甲醇含量＞3%時，MTBE產(chǎn)品中的甲醇含量上升，破壞了T101塔的正常溫度曲線〔共沸曲線〕。中部溫度及頂部溫度上升，底部溫度下降，說明一反醇烯比高，應(yīng)降低一反的甲醇流量。、T203T203塔空速取決于T202塔中的CH3OHT203塔釜溫度以及該塔的回流量。該塔的產(chǎn)品量直接影響到MTBE以及丁烯-1產(chǎn)品質(zhì)量。1.14、T203100~110℃，進料溫度低易產(chǎn)生液泛〔提餾段〕精餾段漏液。、塔進料的影響，進料溫度低和進料中輕組份含量高有一樣的效果，即精餾段所需的理論板數(shù)少，有利于提高塔頂產(chǎn)品質(zhì)量。反之，進料溫度高與輕組份含量低有同樣的效果，即精餾段所需理論板數(shù)增多，不利于提高塔頂產(chǎn)品質(zhì)量，改進措施是提高進料板溫度或?qū)⑦M料口下移。、回流比、回流比與理論板的關(guān)系；一般來說，增大回流比，可以削減所需的理論板數(shù)，假設(shè)塔板數(shù)不變則可以提高精餾效果。在塔板上接觸的汽液兩項中，回流的溫度比蒸汽溫度低，當(dāng)回流比增大，則有更多的重組份冷凝轉(zhuǎn)入液相。即每層塔板的分別效果提高了。因此增大回流比后，完成同一分別任務(wù)所需的理論板數(shù)削減了。、回流比使塔內(nèi)負荷變化對塔效率的影響。在塔板構(gòu)造已定的狀況下，回流比的變化會引起汽液負荷的變化，如增加回流比則塔內(nèi)循環(huán)量增大，塔內(nèi)的上升蒸汽量增大，上升蒸汽速度也高。對于已滿負荷的塔來說，加大回流比，蒸汽速度過高，則會造成霧沫夾帶或液泛，使分別效果變壞，塔板效率下降。因此，加大還是削減回流比，主要考慮兩個因素，即塔板數(shù)目和塔板效率，看影響產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素是塔板數(shù)目還是塔效率，由此打算增加還是削減回流比。、進料量對塔的影響：當(dāng)進料量過猛，塔內(nèi)液體突然增加，塔釜液面急劇上升，上升蒸汽量很不穩(wěn)定，影響了產(chǎn)品質(zhì)量，物料平衡是精餾操作的首要條件，進料過猛就破壞了物料平衡，影響了塔的各層組成、溫度分布。因此提量肯定要漸漸增加，一般可先加點蒸汽后加點進料，同時增加采出量，總之，加料量變化時要相應(yīng)地調(diào)整加熱蒸汽量和采出量，以保持塔的物料平衡