[發明專利]一種從甲基叔丁基醚裂解產物中脫除甲醇的裝置及方法

在審

• 申請號: 201810059112.2
• 申請日: 2018-01-22
• 公開（公告）號: CN108159844A
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 袁志國;劉有智;祁貴生;焦緯洲;張君;高璟;張棟銘;杜杰
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: B01D53/14
• 分類號: B01D53/14;B01D53/18
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 申艷玲

本發明公開了一種從甲基叔丁基醚裂解產物中脫除甲醇的裝置及方法。將MTBE裂解產物與吸收液在多級氣流剪切錯流床中錯流?逆流接觸，在高速旋轉填料的剪切作用下，裂解氣和吸收液多次分散、聚并與再分散，實現多級吸收。多級氣流剪切錯流床側底部的氣體進口通裂解氣體，頂部的氣體出口與凈化氣工段相連，側頂部的液體進口通入吸收液，底部的液體出口用于排出吸收液，液體進口與泵相連，多級氣流剪切錯流床的液體出口則與富液槽相連；多級氣流剪切錯流床包括液體分布器、液體收集與再分布器、轉子、定子、驅動裝置和外殼。該設備氣體與吸收液總體呈逆流接觸，使氣液間傳質推動力更大，提高裂解氣凈化度，提高吸收富液中甲醇濃度和吸收液利用率。

技術領域

本發明涉及一種從甲基叔丁基醚裂解產物中脫除甲醇的裝置及方法，屬于甲醇脫除技術領域。

背景技術

異丁烯是一種非常重要的化工原料，根據純度的不同，主要分為以混合狀態存在的混合餾分異丁烯和高純度異丁烯。混合餾分異丁烯中異丁烯含量一般在44％~49%，高純度異丁烯通常指異丁烯純度高于99.5%的異丁烯產品。高純度異丁烯主要用于生產丁基橡膠、聚異丁烯、甲基丙烯腈、叔丁基硫醇、叔丁酚、抗氧劑、叔丁胺等一系列用途廣泛、附加值高、國內急需的下游產品。隨著世界各國加快發展高附加值精細化工產品，作為精細化工原料的高純度異丁烯的需求與日俱增。目前國內企業生產的高純度異丁烯在質量方面基本滿足下游產品需求，但能耗方面還需加強節能降耗，尤其在分離甲醇工段。

目前，甲基叔丁基醚（MTBE）裂解法是世界上生產異丁烯的主要技術之一。MTBE法是利用抽余C4餾分中的異丁烯與甲醇反應得到的MTBE，進一步裂解制取高純度異丁烯的方法。該技術原料易得，工藝過程簡單，生產規模大，且MTBE的轉化率高達99.8％，并且由于異丁烯和甲醇選擇性高，裂解副產物少，催化劑活性穩定性好。其簡要工藝為：MTBE與循環的MTBE-甲醇合并進入反應塔，在催化劑作用下裂解為異丁烯和甲醇，生成產物經冷凝分離后，上層為異丁烯，下層為甲醇。對上層產物，先除去副產物甲醚及輕組分，得到混有甲醇的異丁烯，隨后送入異丁烯精餾塔中進行精餾，水洗、干燥等工藝，即得高純度異丁烯成品。為了使產品中甲醇含量滿足高純度異丁烯的要求（如采用上述操作流程）必須使用大量的吸收液，并且建造數座高達幾十米的吸收塔，這樣不僅增大了建筑面積和建造費用，也大大提高設備的循環用水量，蒸汽量以及用電量等能耗物耗。因此，如何高效脫除MTBE裂解產物中的甲醇，減少建筑面積節約能源和降低生產成本顯得至關重要。

目前工業上主要采用物理吸收法分離甲醇，并且不同的工藝過程采取不同的物理吸收法進行分離。例如，在石油化工企業脫除甲醇通過設置多座水洗塔，采用適宜的氣液比達到分離甲醇的目的；在渣油氣化流程和煤加壓氣化流程中，通常使用分子篩作為吸附劑的低溫吸附法深度脫除甲醇；在酒精廠生產食品級二氧化碳脫除甲醇工藝中使用分子篩作為吸附劑。這些吸收方法都是以傳統吸收塔為傳質設備，從塔底通入的氣體與塔頂噴淋下的液體在塔內逆流接觸，從而實現脫除甲醇的目的。分離甲醇設備的傳質效率和吸收劑的吸收能力直接影響著甲醇的脫除率和吸收劑的循環量，進而影響生產成本。由于傳統的吸收塔傳質效率低，需要建設一座或數座高達幾十余米的吸收塔處理才能達到產品要求，使企業建造吸收塔的場地、成本居高不下，吸收劑循環量大。若采用吸收率高的分離甲醇裝置，可以降低建造設備的費用和占地面積，同時減少吸收劑的循環量，從而降低能耗。因此，采用傳質效率高的分離設備和選擇吸收能力強的吸收液是降低生產成本、節能降耗的有效途徑。

甲醇吸收液無毒、無味、價廉易得、不污染環境，具有良好的化學穩定性和熱穩定性，在使用條件下不發生反應。甲醇吸收液吸收甲醇的過程具有典型的物理吸收特征。甲醇與甲醇吸收液可以任意比例互溶。在工況溫度條件下，甲醇在甲醇吸收液中的溶解度服從亨利定律，隨著壓力降低、溫度升高而降低。

甲醇吸收液吸收甲醇屬于氣膜控制過程。因此，在傳質設備的設計和選擇上，應提高氣相流速、氣相湍動、氣液錯流接觸及增大相際接觸面積等，以此來提高傳質效率。