專利名稱：一種甲基叔丁基醚脫有機硫的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于煉油廠或化工廠高含硫甲基叔丁基醚產(chǎn)品精制的甲基叔丁基醚脫有機硫的方法及裝置。
背景技術(shù)：
甲基叔丁基醚，英文縮寫為MTBE(methyl tert-butyl ether)，作為汽油的重要調(diào)和組分，可以提高汽油辛烷值和汽油燃燒效率、減少CO和其他有害物質(zhì)(如臭氧、苯、丁二烯等)的排放等優(yōu)點，在我國得到推廣應(yīng)用。MTBE也是一種重要化工原料，如通過裂解可制備高純異丁烯，還用于甲基丙烯醛和甲基丙烯酸的生產(chǎn)。異丁烯是一種重要的化工原料，廣泛用于合成彈性體、農(nóng)藥中間體和生產(chǎn)聚異丁烯、叔丁胺、叔丁基苯、丁基橡膠等。利用MTBE 裂解生產(chǎn)高純度異丁烯，進(jìn)而生產(chǎn)一系列用途廣泛的高附加值下游產(chǎn)品。MTBE (甲基叔丁基醚)是由富含異丁烯的煉廠C4與甲醇醚化生產(chǎn)，主要用于車用汽油的高辛烷值調(diào)和組分以及裂解制取高純異丁烯。分析表明，合成MTBE的煉廠C4原料來源于催化裂化的氣體分離裝置，由于不能徹底脫除其中的有機硫(C2H6S2、COS、RSH、硫醚、 噻吩)，導(dǎo)致國內(nèi)部分煉油廠生產(chǎn)的MTBE硫含量嚴(yán)重超標(biāo)。目前，國內(nèi)外有關(guān)MTBE脫硫的報道極少，在中國發(fā)明專利“一種高含硫甲基叔丁基醚脫硫的方法”(公開號CN101643392A)中，根據(jù)MTBE與硫的沸點差異，利用蒸餾方法對MTBE進(jìn)行脫硫。該種方法雖然可以達(dá)到預(yù)期的脫硫效果，但操作溫度高(90-120°C )，生產(chǎn)過程能耗大；隨著生產(chǎn)的進(jìn)行，精餾塔底部的有機硫大量積聚，導(dǎo)致低沸點的有機硫進(jìn)入 MTBE產(chǎn)品；精餾塔底排出的有機硫中含有MTBE，致使脫硫MTBE產(chǎn)品的收率降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于甲基叔丁基醚代號MTBE，為了克服現(xiàn)有高含硫MTBE產(chǎn)品精餾脫硫技術(shù)的不足，開發(fā)一種在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上的常壓低溫的萃取精餾脫硫方法，特提供一種甲基叔丁基醚脫有機硫的方法及裝置。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種甲基叔丁基醚脫有機硫的方法，其特征在于先將含硫甲基叔丁基醚代號MTBE從產(chǎn)品入口管16經(jīng)第一換熱器2升溫由萃取精餾塔18下部輸入塔內(nèi)，保持操作壓力即絕對壓力0. 12-0. 15MPa，塔釜溫度為 70-80°C，塔頂溫度為65-75°C;同時將萃取劑存儲罐15中的萃取劑用輸送泵14輸入第三換熱器13升溫、經(jīng)第五流量計17從萃取精餾塔18上部輸入塔內(nèi)，含硫MTBE產(chǎn)品與萃取劑在萃取精餾塔18內(nèi)進(jìn)行逆流接觸萃取脫硫，保持回流比為0.5-3，進(jìn)料體積空速為0.5-3 ； 脫硫后的MTBE產(chǎn)品從萃取精餾塔18頂部輸出，經(jīng)第一流量計3和第一換熱器2降溫后， MTBE凈化產(chǎn)品冷凝成40°C以下的液態(tài)，由MTBE產(chǎn)品出口管1輸出進(jìn)行后續(xù)操作；富含硫的萃取劑從萃取精餾塔18塔底輸出、經(jīng)第二換熱器12和第四換熱器19升溫進(jìn)入閃蒸罐20， 在閃蒸罐20內(nèi)停留時間為30-60min，在溫度為80_85°C下餾出其中剩余的MTBE產(chǎn)品，再經(jīng)第二流量計4與萃取精餾塔18頂部餾出的MTBE產(chǎn)品混合后經(jīng)精制產(chǎn)品管道由MTBE產(chǎn)品出口管1輸出；從閃蒸罐20底部輸出的富硫萃取劑進(jìn)入再生塔8，再生塔8溫度為80-85°C， 操作壓力即絕對壓力為0. 08-0. IOMPa,干燥空氣由空氣入口管10經(jīng)壓縮機9升壓從再生塔 8下部以250-350 的體積空速進(jìn)入，與從再生塔8塔頂進(jìn)入的富硫萃取劑進(jìn)行逆流接觸氣提再生；氣提出的富硫空氣從再生塔8塔頂含硫空氣出口管7輸出，對其進(jìn)行冷凝回收有機硫、或輸去克勞斯裝置回收硫磺；從再生塔8塔底排出的再生萃取劑經(jīng)第四流量計11、第二換熱器12和第三換熱器13降溫進(jìn)入萃取劑存儲罐15循環(huán)使用。上述方法的萃取劑是用煤油、柴油、液體石蠟、環(huán)丁砜、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、C9芳烴或糠醛的一種。一種甲基叔丁基醚脫有機硫的裝置，是由換熱器、流量計、回流罐、再生塔、壓縮機、輸送泵、萃取劑存儲罐、萃取精餾塔和閃蒸罐組成，其特征是將MTBE產(chǎn)品入口管與第一換熱器進(jìn)口處電焊聯(lián)接，第一換熱器出口處用管線聯(lián)接萃取精餾塔下部進(jìn)口處；萃取劑存儲罐出口處用管線聯(lián)接輸送泵、再串聯(lián)第三換熱器和第五流量計，出口管道聯(lián)接在萃取精餾塔上部進(jìn)口處；萃取精餾塔頂部管道一支聯(lián)接第一流量計和第一換熱器，出口聯(lián)接 MTBE產(chǎn)品出口管，另一支聯(lián)接第二流量計，再聯(lián)接閃蒸罐頂部；萃取精餾塔頂部管道中間用管線聯(lián)接第三流量計和回流罐，出口管道聯(lián)接萃取精餾塔上部；萃取精餾塔塔底輸出管道串聯(lián)第二換熱器和第四換熱器，出口管道聯(lián)接在閃蒸罐中部，閃蒸罐底部出口管道聯(lián)接再生塔上部；再生塔下部管道聯(lián)接壓縮機、再聯(lián)接空氣入口管，再生塔頂部聯(lián)接含硫空氣出口管，再生塔底部管道聯(lián)接第四流量計、再串聯(lián)第二換熱器和第三換熱器，其出口管道聯(lián)接在萃取劑存儲罐頂部。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較具有以下有益結(jié)果(1) MTBE萃取脫有機硫?qū)儆谖锢矸蛛x過程，工藝流程簡單，投資低；(2)不使用強氧化劑和空氣氧化，生產(chǎn)過程安全易控，無三廢排放；(3)萃取劑可以完全再生循環(huán)使用；(4)過程在常壓低溫條件下操作，能耗低；(5) MTBE萃取精餾脫有機硫技術(shù)，MTBE收率與脫硫率高，最終硫含量可降至10-50 μ g/g以下， 達(dá)到MTBE調(diào)和車用汽油或裂解制取高純異丁烯硫含量的苛刻要求，應(yīng)用于高含硫MTBE產(chǎn)品精制。


圖1為本發(fā)明甲基叔丁基醚脫有機硫的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1. MTBE產(chǎn)品出口管；2.第一換熱器；3.第一流量計；4.第二流量計；5.第三流量計；6.回流罐；7.含硫空氣出口管；8.再生塔；9.壓縮機；10.空氣入口管；11.第四流量計；12.第二換熱器；13.第三換熱器；14.輸送泵；15.萃取劑存儲罐；16. MTBE產(chǎn)品入口管；17.第五流量計；18.萃取精餾塔；19.第四換熱器；20.閃蒸罐。
具體實施例方式定義兩個概念
脫硫率(原料MTBE的硫含量-脫硫后的硫含量)/原料MTBE的硫含量X 100% 質(zhì)量收率實際獲得產(chǎn)品質(zhì)量/原料質(zhì)量X 100%。實例1
MTBE原料硫含量為125 μ g/g，萃取劑用液體石蠟，進(jìn)料體積空速0.證―1，塔底溫度70°C，塔頂溫度65°C，萃取精餾塔18操作壓力0. 12MPa，萃取精餾塔18回流比0. 5，閃蒸罐 20溫度80°C，閃蒸罐20停留時間30min，再生塔8溫度80°C，再生塔8操作壓力0. 08MPa, 再生塔8空氣體積空速2501Γ1的條件下，在附圖所示裝置中進(jìn)行脫硫操作，精制后的MTBE 硫含量達(dá)到2 μ g/g，脫硫率為98. 40%,質(zhì)量收率為99. 97%。實例2
MTBE原料硫含量為149 μ g/g,萃取劑用液體石蠟，進(jìn)料體積空速0.證―1，塔底溫度 80°C，塔頂溫度73°C，萃取精餾塔18操作壓力0. 13MPa，萃取精餾塔18回流比1. 0，閃蒸罐 20溫度80°C，閃蒸罐20停留時間40min，再生塔8溫度80°C，再生塔8操作壓力0. 08MPa, 再生塔8空氣體積空速^Oh-1的條件下，在附圖所示裝置中進(jìn)行脫硫操作，精制后的MTBE 硫含量達(dá)到7 μ g/g,脫硫率為95. 30%,質(zhì)量收率為99. 98%。實例3
MTBE原料硫含量為197 μ g/g,萃取劑用環(huán)丁砜，進(jìn)料體積空速0. ^Γ1，塔底溫度80°C， 塔頂溫度70°C，萃取精餾塔18操作壓力0. 13MPa，萃取精餾塔18回流比1. 5，閃蒸罐20溫度85°C，閃蒸罐20停留時間30min，再生塔8溫度85°C，再生塔8操作壓力0. 09MPa,再生塔8空氣體積空速2501Γ1的條件下，在附圖所示裝置中進(jìn)行脫硫操作，精制后的MTBE硫含量達(dá)到4 μ g/g,脫硫率為97. 97%，質(zhì)量收率為99. 95 %。實例 4
MTBE原料硫含量為197 μ g/g,萃取劑用二甲基甲酰胺，進(jìn)料體積空速0. ^Γ1，塔底溫度 80°C，塔頂溫度70°C，萃取精餾塔18操作壓力0. 13MPa，萃取精餾塔18回流比1. 2，閃蒸罐 20溫度80°C，閃蒸罐20停留時間50min，再生塔8溫度85°C，再生塔8操作壓力0. 09MPa, 再生塔8空氣體積空速2501Γ1的條件下，在附圖所示裝置中進(jìn)行脫硫操作，精制后的MTBE 硫含量達(dá)到2 μ g/g,脫硫率為98. 98%，質(zhì)量收率為99. 96%。實例5
MTBE原料硫含量為337 μ g/g,萃取劑用N-甲基吡咯烷酮，進(jìn)料體積空速1. Oh—1，塔底溫度80°C，塔頂溫度75°C，萃取精餾塔18操作壓力0. 15MPa，萃取精餾塔18回流比1. 0，閃蒸罐20溫度80 V，閃蒸罐20停留時間50min，再生塔8溫度85°C，再生塔8操作壓力0. 08MPa, 再生塔8空氣體積空速2501Γ1的條件下，在附圖所示裝置中進(jìn)行脫硫操作，精制后的MTBE 硫含量達(dá)到11 μ g/g，脫硫率為96. 74%，質(zhì)量收率為99. 95%。實例6
MTBE原料硫含量為4Μμ g/g，萃取劑用煤油，進(jìn)料體積空速1.證―1，塔底溫度80°C，塔頂溫度75°C，萃取精餾塔18操作壓力0. 15MPa，萃取精餾塔18回流比2. 0，閃蒸罐20溫度 800C，閃蒸罐20停留時間40min，再生塔8溫度85°C，再生塔8操作壓力0. IOMPa,再生塔8 空氣體積空速3001Γ1的條件下，在附圖所示裝置中進(jìn)行脫硫操作，精制后的MTBE硫含量達(dá)到15 μ g/g,脫硫率為96. 70%,質(zhì)量收率為99. 92%。實例7
MTBE原料硫含量為125 μ g/g,萃取劑用糠醛，進(jìn)料體積空速2. Oh—1，塔底溫度70°C，塔頂溫度65°C，萃取精餾塔18操作壓力0. 12MPa，萃取精餾塔18回流比2. 0，閃蒸罐20溫度 800C，閃蒸罐20停留時間30min，再生塔8溫度85°C，再生塔8操作壓力0. 09MPa,再生塔8 空氣體積空速2601Γ1的條件下，在附圖所示裝置中進(jìn)行脫硫操作，精制后的MTBE硫含量達(dá)
5到1 μ g/g，脫硫率為99. 20%,質(zhì)量收率為99. 98%。實例8
MTBE原料硫含量為125 μ g/g，萃取劑用柴油，進(jìn)料體積空速2. Oh—1，塔底溫度70°C，塔頂溫度65°C，萃取精餾塔18操作壓力0. 13MPa，萃取精餾塔18回流比0. 5，閃蒸罐20溫度 800C，閃蒸罐20停留時間50min，再生塔8溫度82V，再生塔8操作壓力0. 09MPa,再生塔8 空氣體積空速^OtT1的條件下，在附圖所示裝置中進(jìn)行脫硫操作，精制后的MTBE硫含量達(dá)到4 μ g/g,脫硫率為96. 80%,質(zhì)量收率為99. 98%。實例9
MTBE原料硫含量為523 μ g/g,萃取劑用C9芳烴，進(jìn)料體積空速2. 51Γ1，塔底溫度70°C， 塔頂溫度65°C，萃取精餾塔18操作壓力0. 13MPa，萃取精餾塔18回流比2. 0，閃蒸罐20溫度80°C，閃蒸罐20停留時間40min，再生塔8溫度85°C，再生塔8的操作壓力0. IOMPa,再生塔8空氣體積空速3001Γ1的條件下，在附圖所示裝置中進(jìn)行脫硫操作，精制后的MTBE硫含量達(dá)到10 μ g/g,脫硫率為98. 09%,質(zhì)量收率為99. 92%。實例10
MTBE原料硫含量為445 μ g/g,萃取劑用N-甲基吡咯烷酮，進(jìn)料體積空速3. Oh—1，塔底溫度80°C，塔頂溫度75°C，萃取精餾塔18操作壓力0. 14MPa，萃取精餾塔18回流比3. 0，閃蒸罐20溫度80 V，閃蒸罐20停留時間60min，再生塔8溫度83°C，再生塔8操作壓力0. IOMPa, 再生塔8空氣體積空速3501Γ1的條件下，在附圖所示裝置中進(jìn)行脫硫操作，精制后的MTBE 硫含量達(dá)到7 μ g/g,脫硫率為98. 43%，質(zhì)量收率為99. 94%。實例11
MTBE原料硫含量為523 μ g/g，萃取劑用二甲基甲酰胺，進(jìn)料體積空速2. Oh—1，塔底溫度 80°C，塔頂溫度75°C，萃取精餾塔18操作壓力0. 15MPa，萃取精餾塔18回流比3. 0，閃蒸罐 20溫度80°C，閃蒸罐20停留時間50min，再生塔8溫度85°C，再生塔8操作壓力0. IOMPa, 再生塔8空氣體積空速3501Γ1的條件下，在附圖所示裝置中進(jìn)行脫硫操作，精制后的MTBE 硫含量達(dá)到9 μ g/g,脫硫率為98. 28%,質(zhì)量收率為99. 90%。
權(quán)利要求
1.一種甲基叔丁基醚脫有機硫的方法，其特征在于先將含硫甲基叔丁基醚代號 MTBE，從MTBE產(chǎn)品入口管(16)經(jīng)第一換熱器(2)升溫由萃取精餾塔(18)下部輸入塔內(nèi)， 保持操作壓力即絕對壓力0. 12-0. 15MPa，塔釜溫度為70_80°C，塔頂溫度為65_75°C ；同時將萃取劑存儲罐(15)中的萃取劑用輸送泵(14)輸入第三換熱器(13)升溫、經(jīng)第五流量計(17)從萃取精餾塔(18)上部輸入塔內(nèi)，含硫MTBE產(chǎn)品與萃取劑在萃取精餾塔(18 )內(nèi)進(jìn)行逆流接觸萃取脫硫，保持回流比為0. 5-3，進(jìn)料體積空速為0. 5-3 ；脫硫后的MTBE產(chǎn)品從萃取精餾塔(18)頂部輸出，經(jīng)第一流量計(3)和第一換熱器(2)降溫后，MTBE凈化產(chǎn)品冷凝成40°C以下的液態(tài)，由MTBE產(chǎn)品出口管(1)輸出；富含硫的萃取劑從萃取精餾塔(18)塔底輸出，經(jīng)第二換熱器(12)和第四換熱器(19)升溫進(jìn)入閃蒸罐(20)，在閃蒸罐(20)內(nèi)停留時間為30-60min，在溫度為80-85 °C下餾出其中剩余的MTBE產(chǎn)品，再經(jīng)第二流量計(4)流入精制產(chǎn)品管道由MTBE產(chǎn)品出口管(1)輸出；從閃蒸罐(20)底部輸出的富硫萃取劑進(jìn)入再生塔(8)，再生塔(8)溫度為80-85°C，操作壓力即絕對壓力為0. 08-0. lOMPa，干燥空氣由空氣入口管(10)經(jīng)壓縮機(9)升壓后從再生塔(8)下部以250-350 的體積空速進(jìn)入，與塔頂進(jìn)入的富硫萃取劑進(jìn)行逆流接觸氣提再生；氣提出的富硫空氣從再生塔(8)塔頂含硫空氣出口管(7)輸出，對其冷凝回收有機硫或輸去克勞斯裝置回收硫磺；從再生塔(8)塔底排出的再生萃取劑經(jīng)第四流量計(11)、第二換熱器(12)和第三換熱器(13)降溫后進(jìn)入萃取劑存儲罐(15)循環(huán)使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述脫有機硫的方法，其特征是所述的萃取劑是用煤油、柴油、液體石蠟、環(huán)丁砜、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、C9芳烴或糠醛的一種。
3.—種如權(quán)利要求1所述脫有機硫的方法使用的裝置，是由換熱器、流量計、回流罐、 再生塔、壓縮機、輸送泵、萃取劑存儲罐、萃取精餾塔和閃蒸罐組成，其特征是將MTBE產(chǎn)品入口管(16)與第一換熱器(2)進(jìn)口處電焊聯(lián)接，第一換熱器(2)出口處用管線聯(lián)接萃取精餾塔(18)下部進(jìn)口處；萃取劑存儲罐(15)出口管線聯(lián)接輸送泵(14)、再串聯(lián)第三換熱器 (13)和第五流量計(17)，出口管道聯(lián)接在萃取精餾塔(18)上部進(jìn)口處；萃取精餾塔(18)頂部管道一支管道聯(lián)接第一流量計(3 )和第一換熱器(2 )，出口聯(lián)接MTBE產(chǎn)品出口管(1)，另一支管道聯(lián)接第二流量計G)、再聯(lián)接閃蒸罐(20)頂部；萃取精餾塔(18)頂部管道中間用管線聯(lián)接第三流量計(5 )和回流罐(6 )，其出口管道聯(lián)接萃取精餾塔(18 )上部；萃取精餾塔(18)塔底輸出管道串聯(lián)第二換熱器(12)和第四換熱器(19)，出口管道聯(lián)接在閃蒸罐(20) 中部，閃蒸罐(20)底部出口管道聯(lián)接再生塔(8)上部；再生塔(8)下部管道聯(lián)接壓縮機(9)、 再聯(lián)接空氣入口管(10)，再生塔(8)頂部聯(lián)接含硫空氣出口管(7)、再生塔(8)底部管道聯(lián)接第四流量計(11)、再串聯(lián)第二換熱器(12)和第三換熱器(13)，其出口管道聯(lián)接在萃取劑存儲罐(15)頂部。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于高含硫甲基叔丁基醚精制的甲基叔丁基醚脫有機硫的方法及裝置。它使高含硫MTBE產(chǎn)品在常壓低溫條件下萃取精餾脫硫。其技術(shù)方案是將含硫MTBE產(chǎn)品經(jīng)換熱器升溫從萃取精餾塔下部輸入塔內(nèi)；將萃取劑用泵輸入換熱器升溫后從萃取精餾塔上部輸入塔內(nèi)，塔釜溫度為70-80℃，兩者在塔內(nèi)逆流接觸萃取脫硫；脫硫后的產(chǎn)品從塔頂輸出，經(jīng)換熱器降溫冷凝呈液態(tài)輸出；含硫萃取劑從塔底輸出，經(jīng)換熱器升溫進(jìn)入閃蒸罐，在80-85℃下餾出剩余MTBE產(chǎn)品，罐底輸出的萃取劑進(jìn)入再生塔，在塔內(nèi)干燥空氣與萃取劑進(jìn)行逆流接觸氣提再生。本發(fā)明脫硫效果好，質(zhì)量收率高，萃取劑能再生循環(huán)使用；本方法操作簡便、投資低、能耗低、用于高含硫的MTBE產(chǎn)品精制。
文檔編號C07C43/04GK102381945SQ20111025943
公開日2012年3月21日 申請日期2011年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月5日
發(fā)明者唐曉東, 張華龍, 李曉貞, 李晶晶, 溫曉紅, 肖坤良, 許瑋瑋 申請人:西南石油大學(xué)