[實用新型]適用于MTBE生產的催化蒸餾塔

有效

• 申請號: 201020547432.1
• 申請日: 2010-09-29
• 公開（公告）號: CN201894861U
• 公開（公告）日: 2011-07-13
• 發明（設計）人: 宗士權
• 申請（專利權）人: 宗士權
• 主分類號: B01D3/00
• 分類號: B01D3/00;B01D3/16;B01J8/04;C07C41/06;C07C43/04
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

技術領域

本實用新型涉及共沸精餾塔結構的改進，更具體地說，是涉及適用于MTBE生產的催化蒸餾塔。

背景技術

傳統的甲基叔丁基醚(簡稱MTBE)生產是由C4組分中的異丁烯和甲醇在大孔強酸性樹脂催化劑的作用下進行醚化反應，產物再經共沸蒸餾而制得的。異丁烯的轉化率維持在90～95％(Wt)。

二十世紀八十年代末引進的催化蒸餾技術，如USP4.215.011、ZL99223276.7等可以使得異丁烯的轉化率提高到99.9％(Wt)。它們是將樹脂催化劑包裹在玻璃纖維布的小包內，外面用不銹鋼絲網卷制而成的催化蒸餾組件，將其擺放在精餾塔內精餾段的支撐格柵上。該技術的特點是將“催化反應”和“組份分離”兩個化工單元有機的結合在一起，并集中在同一設備內完成，具有很多優點，國內采用該技術已建成的MTBE裝置現有十余套；然而，該技術的不足之處在于，塔中的反應段一般設計為8～12段，每段的設計高度為2.8～3.0米，而且設計中也未考慮到催化蒸餾組件的分離功能。這種設計，使塔的總高度≥52米。為節省投資，通常將其分為上、下兩個塔。

國內開發的催化蒸餾技術有ZL88109705、ZL89105325.5、ZL90109526等。它們的技術特點是將樹脂催化劑散裝在反應床層內。該技術存在如下缺點：

1.催化蒸餾塔的反應段是由一段反應床層和兩層分餾塔盤交替排列組成的單元結構。僅僅是將“反應-分離”、“再反應-再分離”的過程，機械的“捏合”在一起的有限單元，并不是真正的“催化蒸餾技術”。要實現異丁烯的深度轉化，一般需要8～12個反應單元，反應段總高度為20～30米。這就增加了催化蒸餾塔的高度。國內MTBE生產裝置，采用該技術的催化蒸餾塔的高度均超過58米。

2.該技術的特點是：反應床層內裝填“散裝”的樹脂催化劑。由于反應床層底部篩板的開孔率(或金屬燒結絲網的疏密度)僅能設計為“定值”，不能隨液相負荷的變化而調整。在操作狀況下，液相物料靠重力作用流經催化劑床層，其單位面積的降液量是一定的。當裝置的負荷低時，液相物料和樹脂催化劑的接觸狀況將受到影響，從而使催化效果大打折扣；而裝置的負荷高時，液相物料又可能出現“液泛”。這種結構將使裝置的操作彈性受到較大限制。

3.為保證液相物料和樹脂催化劑的良好接觸，在塔內反應床層的同一個截面上，還要設置“氣相通道”。然而這種將氣、液相物料隔離開的作法，阻斷了氣、液傳質的通道，也降低了塔的截面利用率，使設備直徑加大。

4.目前市場供應的樹脂催化劑顆粒的直徑為0.4～1.25mm，在反應床層底部須裝有支撐格柵，上面依次安放：篩板、不銹鋼網(三層)(也有采用金屬絲網燒結模塊的。)、不同規格的瓷球(或石英砂)。再加上調整液相均勻分布的部件，使得反應段結構非常復雜，增加了設備投資。

5.在正常操作狀況下，反應段的溫度為70～85℃，由于液相物料在反應段停留時間較長，物料中正丁烯的含量遠高于異丁烯，而且組分中含有相當數量的甲醇，這就不可避免的會發生較多的副反應，生成甲基仲丁基醚(MSBE)和相當數量的二聚物，直接影響MTBE的產品質量。

綜上所述，應用國內外的催化蒸餾技術對現有的共沸塔進行改造時，都存在著諸多難點。

實用新型內容

本實用新型就是針對上述問題，提供了一種適用于MTBE生產的、結構簡單、設備投資小、改造費用低、可以提高MTBE的產率和純度的催化蒸餾塔。

為了實現本實用新型的上述目的，可采用如下技術方案：

本實用新型包括提餾段和位于提餾段上部的精餾段，精餾段包括頂部設置有高效波紋規整填料的上部精餾段，中部為裝入催化精餾組件的反應段，反應段由不等高的填充段組成，每個填充段由3～6個徑向相互平行的填充床層組成，每個填充床層均由多個軸向平行的催化精餾組件構成，下部為設置有精餾塔盤或高效波紋規整填料的下部精餾段，其特征在于：催化蒸餾組件的高度為0.4米和/或0.5米，且同一填充床層采用的催化蒸餾組件的高度相同，催化蒸餾組件的直徑有大、小兩種，大組件的直徑為200～450mm，小組件的直徑為80～180mm；大組件在塔內呈正六邊形排布，排布的大組件的正六邊形直邊部位和塔壁的間隙由小組件填滿。

所述的上部精餾段的高效波紋規整填料的裝填高度為1.5～3.0米；下部精餾段的塔盤為2～6塊或高度為0.8～1.5米的高效波紋規整填料。

所述的反應段的裝填高度為6～15米，分為4～6個填充段，各填充段的裝填高度為0.8～2.8米，相鄰的兩個反應段的填充段間有0.1～0.4米的凈空間。