利用隔板催化精餾塔制備高純度甲基叔丁基醚的裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及石油化工領域，利用隔板催化精餾塔制備高純度MTBE(甲基叔丁基醚)的裝置及方法。
【背景技術】
[0002]MTBE是一種高辛烷值的無鉛汽油添加劑，也是制取異丁烯的重要原料。與其他化合物相比，MTBE作為汽油添加劑，能夠有效改善汽油穩(wěn)定性。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，對汽油的需求量不斷增加；同時汽車尾氣對環(huán)境的污染日益嚴重，因此我國的汽油質(zhì)量標準全面升級，這增加了對MTBE的需求。
[0003]MTBE是富含異丁烯的C4混合物與甲醇進行醚化反應的產(chǎn)物。合成MTBE的C4原料來源于催化裂化工藝，其含硫量很高。降低MTBE產(chǎn)品的含硫量可以采用C4原料脫硫技術和MTBE產(chǎn)品脫硫技術。C4原料脫硫技術只能利用堿洗塔脫除硫化氫和硫醇硫，并且需要不斷更換堿液，MTBE產(chǎn)品的硫含量難以達到要求，所以MTBE產(chǎn)品脫硫技術是降低產(chǎn)品含硫量的必然選擇。目前工業(yè)上所采用的MTBE脫硫技術一般是在催化精餾塔后增設脫硫塔，對MTBE進行脫硫處理，此方法降低了 MTBE收益率，并且增加處理成本，使經(jīng)濟效益大大降低。
[0004]MTBE催化精餾工藝已經(jīng)發(fā)展成熟，但不論是單純的催化精餾工藝還是催化精餾組合工藝，仍存在能量利用率低等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提出了一種利用隔板催化精餾技術制取高純度MTBE的裝置及方法。將烯醇催化反應、精餾分離、脫硫工藝耦合于一塔內(nèi)進行，對工藝流程進行高度集成，大幅降低了設備成本及能耗。基于這種思想，設計出本套MTBE隔板催化精餾裝置及方法。異丁烯與甲醇首先在預反應器內(nèi)進行反應，然后產(chǎn)物進入隔板催化精餾塔，在塔中完成反應、分離、脫硫過程，塔頂餾出物依次通過水萃取塔和甲醇回收塔，回收的甲醇通過循環(huán)繼續(xù)參與反應。
[0006]本發(fā)明所涉及的醚化反應為:CH2 = C (CH 3) 2+CH30H = C (CH3) 30CH3，一般情況下，MTBE的選擇性均大于99%，并生成微量的(:8和C 12。
[0007]本發(fā)明的技術方案如下:
[0008]利用隔板催化精餾塔制備高純度甲基叔丁基醚的裝置；包括隔板催化精餾塔，冷凝器和再沸器；其特征是隔板催化精餾塔中，隔板為長方形鋼板，通過與精餾主塔內(nèi)壁連接將精餾塔分為公共精餾段、催化精餾段、采出段和公共提餾段；隔板位于提餾段，隔板高度占整個主塔總填料高度的20% - 50% ;采出段上端利用鋼板將隔板與主塔內(nèi)壁焊接進行封閉；下端位置位于公共提餾段。
[0009]所述的隔板下端位置位于公共提餾段MTBE含量最大位置。
[0010]利用隔板催化精餾塔制備高純度甲基叔丁基醚的方法；反應物甲醇與含異丁烯的C4混合物進入預反應器，反應產(chǎn)物送入隔板精餾塔催化精餾段，在催化精餾段進行催化反應及產(chǎn)物的預分離；公共精餾段對流股進行進一步分離；塔頂采出C4餾分與甲醇的共沸物，餾出物通過水萃取塔與甲醇回收塔，回收甲醇組分重新進入循環(huán)參與反應；公共提餾段與采出段對MTBE進行精餾脫硫，采出段采出MTBE，塔底排出硫化物。
[0011]甲醇與含異丁烯的C4混合物的醇烯比為0.8 - 2。
[0012]隔板精餾塔回流比為0.5—5，壓力0.2 - 5Mpa。
[0013]具體說明如下:
[0014]此工藝流程包括預反應器、隔板催化精餾塔、冷凝器、再沸器、水萃取塔和甲醇回收塔。所述的隔板催化精餾塔主要分為五個部分，11 一公共精餾段；12—催化精餾段；13—采出段；14一公共提餾段；15隔板
[0015]所述的隔板催化精餾塔中，隔板為長方形鋼板，通過與精餾主塔內(nèi)壁焊接將主塔分為公共精餾段、催化精餾段、采出段和公共提餾段。隔板位于提餾段，隔板高度約占整個主塔總填料高度的20%-50%。采出段上端利用鋼板將隔板15與主塔內(nèi)壁焊接進行封閉，防止返混發(fā)生；下端位置位于公共提餾段MTBE含量最大處。
[0016]所述的隔板催化精餾塔公共精餾段用于反應物與產(chǎn)物的分離；公共提餾段與采出段用于MTBE與硫化物的分離。由于硫化物沸點絕大多數(shù)高于MTBE的沸點，所以硫化物通過塔底排出進行處理，而MTBE通過側線采出段采出。
[0017]所述的工藝流程為反應物甲醇與含異丁烯的C4混合物以一定比例進入預反應器，反應產(chǎn)物送入隔板精餾塔催化精餾段，在催化精餾段進行催化反應及產(chǎn)物的預分離。公共精餾段對流股進行進一步分離。塔頂采出C4餾分與甲醇的共沸物，餾出物通過水萃取塔與甲醇回收塔，回收甲醇組分重新進入循環(huán)參與反應，C4餾分送入其他工段。公共提餾段與采出段對MTBE進行精餾脫硫，采出段采出MTBE，塔底排出硫化物。
[0018]所述的水萃取塔將甲醇萃取，C4組分由管線排出進入其他工段，萃取液進入甲醇回收塔，回收的甲醇循環(huán)至預反應器，繼續(xù)參與反應，水作為萃取劑重新進入水萃取塔。
[0019]本發(fā)明的效果在于:將催化精餾技術與隔板塔技術耦合，形成隔板催化精餾技術工藝，將MTBE合成的催化反應、精餾分離、脫硫過程集中于一塔操作。異丁烯的轉化率達到99%, MTBE純度與含硫量都達到標準，反應器與分離塔耦合，節(jié)省了設備投資，簡化了反應流程，能夠充分利用反應熱，更有效推動反應向正方向進行，提高了反應物的轉化率，未反應的原料循環(huán)重復利用，提高總轉化率，并且對MTBE進行脫硫處理，使其含硫量符合國家節(jié)能環(huán)保標準。
【附圖說明】
[0020]圖1:一種隔板催化精餾塔制取高純度MTBE的裝置及工藝流程圖
[0021]其中:1 一甲醇進料管；2 — C4組分進料管；3—甲醇、異丁烯、部分MTBE產(chǎn)品出料管；4一甲醇、異丁烯共沸物出料管；5—產(chǎn)品MTBE出料管；6—硫化物出料管；7—萃取液出料管；8 — C4組分出料管；9一出水管；10—甲醇回收循環(huán)管；11 一公共精餾段；12—催化精餾段；13—采出段；14一公共提餾段；15隔板。a—預反應塔；b—隔板催化精餾塔；c一冷凝器；(1一再沸器；e—水萃取塔；f—甲醇回收塔。
【具體實施方式】
[0022]結合附圖對本發(fā)明專利所提供的裝置及工藝進一步