[發(fā)明專(zhuān)利]高濃度異丁烯采用混相床反應(yīng)器生產(chǎn)MTBE的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310633437.4
• 申請(qǐng)日: 2013-12-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104672065A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程程遠(yuǎn);高興娜;廖明杰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海東化環(huán)境工程有限公司;福泰化工江蘇有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C07C41/06
• 分類(lèi)號(hào): C07C41/06;C07C41/42;C07C43/04
• 代理公司: 無(wú)
• 代理人: 無(wú)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是一種高異丁烯含量混合碳四原料采用混相床反應(yīng)器和催化蒸餾技術(shù)相結(jié)合與甲醇反應(yīng)生產(chǎn)MTBE的工藝。

背景技術(shù)

MTBE是一種重要的汽油添加劑，亦可以用作制取高純度異丁烯。利用混合碳四與甲醇進(jìn)行醚化反應(yīng)，是MTBE的主要生產(chǎn)方式。混合碳四的來(lái)源主要有兩種：一種是FCC副產(chǎn)的混合碳四，其中異丁烯的含量在15%-20%之間；一種是乙烯裝置副產(chǎn)的混合碳四，其中異丁烯的含量在40%-45%之間。??

異丁烯和甲醇合成MTBE的醚化反應(yīng)是一種放熱反應(yīng)。根據(jù)取熱方式的不同，MTBE醚化反應(yīng)器有以下幾種不同的形式：

1、列管式固定床技術(shù)

采用下流式固定床反應(yīng)器，異丁烯與甲醇在強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂存在下液相反應(yīng)生成MTBE。混合C4料中的異丁烯與甲醇在列管固定床反應(yīng)器的管程中，在催化劑的作用下進(jìn)行反應(yīng)。反應(yīng)熱由殼程冷卻水取走；生成的MTBE產(chǎn)品在共沸蒸餾塔中分離，未反應(yīng)的C4、甲醇從塔頂流出，經(jīng)水萃取分離后，到甲醇回收塔回收未反應(yīng)甲醇。該技術(shù)的特點(diǎn)是催化劑使用效率高，但反應(yīng)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高，催化劑床層存在熱點(diǎn)，反應(yīng)熱不能利用，異丁烯轉(zhuǎn)化率為90%～95%。

2、固定床外循環(huán)技術(shù)

固定床外循環(huán)工藝的工藝流程為混合C4物料中的異丁烯與甲醇預(yù)熱到一定溫度后，從頂部進(jìn)入反應(yīng)器，在催化劑的作用下進(jìn)行反應(yīng)。為了控制反應(yīng)溫度，將反應(yīng)后的部分物料經(jīng)冷卻后循環(huán)回反應(yīng)器中；生成的MTBE產(chǎn)品在共沸蒸餾塔中分離，未反應(yīng)的甲醇經(jīng)水萃取后，到甲醇回收塔回收。該技術(shù)的特點(diǎn)是反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作靈活，但催化劑的利用率低，反應(yīng)熱不能利用。異丁烯轉(zhuǎn)化率為90%～95%。

3、膨脹床反應(yīng)技術(shù)

膨脹床反應(yīng)合成MTBE的工藝流程為混合C4物料中異丁烯與甲醇以一定比例混合，預(yù)熱到一定溫度后從反應(yīng)器底部進(jìn)入反應(yīng)器，在強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂催化劑作用下進(jìn)行反應(yīng)。為了控制反應(yīng)溫度，反應(yīng)后的部分物料經(jīng)冷卻后循環(huán)至反應(yīng)器底部，與新鮮物料混合后進(jìn)入床層。該技術(shù)的特點(diǎn)是反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在上升流體的作用下，反應(yīng)器內(nèi)催化劑床層處于膨脹狀態(tài)，催化劑顆粒有不規(guī)則的自轉(zhuǎn)和輕微擾動(dòng)，整個(gè)床層壓降小且恒定，床層徑向溫度分布均勻，不存在局部熱點(diǎn)，有利于抑制副產(chǎn)物二甲醚的生成，保持烷基化原料質(zhì)量。煉油型的膨脹床工藝，異丁烯轉(zhuǎn)化率90%～92%。化工型膨脹床工藝的異丁烯轉(zhuǎn)化率在99%以上。但是催化劑使用效率低，操作通性小，反應(yīng)熱不能利用。

4、混相床反應(yīng)技術(shù)

混相床合成MTBE的工藝流程為混合C4物料中異丁烯與甲醇以一定比例混合，預(yù)熱到一定溫度后進(jìn)入反應(yīng)器，在催化劑的作用下反應(yīng)。反應(yīng)熱使反應(yīng)物料溫度升高，當(dāng)溫度升高到操作壓力下的泡點(diǎn)時(shí)，反應(yīng)熱由部分反應(yīng)物料氣化吸收。該技術(shù)的特點(diǎn)是反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，利用了反應(yīng)熱，降低了能耗和設(shè)備投資。異丁烯轉(zhuǎn)化率為90%～95%。該工藝的主要特征是合成MTBE的反應(yīng)不是在純液相條件下進(jìn)行，而是控制較低壓力，使反應(yīng)在相應(yīng)壓力的沸點(diǎn)下進(jìn)行。控制反應(yīng)壓力可使反應(yīng)在所需要的溫度下進(jìn)行。反應(yīng)物料呈氣液混相狀態(tài)，反應(yīng)熱由反應(yīng)器內(nèi)混合C4在泡點(diǎn)下氣化帶走，不用外循環(huán)取熱。這樣就消除了固定床和膨脹床工藝外循環(huán)取熱稀釋反應(yīng)物濃度及增加逆反應(yīng)推動(dòng)力的弊端，從而大大提高了催化劑的利用率，與化工型固定床工藝相比可減少催化劑用量約40%。如果進(jìn)入反應(yīng)器的異丁烯含量太高，反應(yīng)放熱量很多，進(jìn)料中惰性碳四即使全部汽化也吸收不了反應(yīng)熱，此時(shí)，床層溫度就不能有效控制了。目前，混相床反應(yīng)技術(shù)的應(yīng)用范圍只能在異丁烯含量在30%以下。

5、催化蒸餾技術(shù)

催化蒸餾技術(shù)是在催化蒸餾塔中，同時(shí)進(jìn)行MTBE的合成與產(chǎn)物的分離。催化蒸餾塔分為三段，上部為精餾段，中部為反應(yīng)段，下部為汽提段。該技術(shù)的特點(diǎn)是將反應(yīng)和產(chǎn)品分離結(jié)合在一臺(tái)設(shè)備中進(jìn)行，由于反應(yīng)與分離同時(shí)進(jìn)行，破壞了反應(yīng)平衡，提高了轉(zhuǎn)化率，縮短了工藝流程，減少了設(shè)備投資，利用了反應(yīng)熱，降低了能耗。但催化蒸餾技術(shù)投資高，催化劑裝填難度大，不適合處理異丁烯含量高的原料，一般與其他技術(shù)聯(lián)合使用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種針對(duì)高濃度異丁烯碳四原料采用混相床反應(yīng)器和催化劑蒸餾技術(shù)相結(jié)合生產(chǎn)MTBE的工藝。