MTBE生产方法及工艺路线

1、MTBEEI置生产方法及工艺路线1、生产方法及反应机理-以混合 C4 储份（所含异丁烯）和甲醇为原料，经大孔径强酸性阳离子交换树脂作用，合成MTBE 反应产物经第一、二共沸精储塔分离，塔底得到纯度大于 98%勺 MTBET 品。未反应C4 经脱除甲醇、异丁烷、C3,经提浓得到正丁烯含量大于 48%勺粗丁烯产品。异丁烯与甲醇合成 MTB 应应是一个可逆放热反应，同时还伴有副反应发生。反应经三段醒化反应之后异丁烯转化率可达到 99.3%以上。异丁烯生成 MTBE 勺选择大于 99%一段醒化反应器为列管式固定床反应器，二段深度转化反应器为筒式蛇管内冷固定床反应器，三段深度转化反应器也为筒式蛇管内冷固

2、定床反应器。.主、副反应及反应热效应主反应：CH2CH3CH3ArHm（298）=-36.5KJ/mol副反应:CH3CH3CH3ArHm（298）=-69.3KJ/molCH2CH3ArHm（298）=-35.03KJ/molCH3OH+CH3C-CH3CH3CH22CH3CCH3CH3CCH2CH2-CH3CH3H2O+CH3CCH3CH3(CH32O+H2OArHm（298）=-9.20KJ/mol 由上述可以看出，用异丁烯与甲醇合成 MTB 职主副反应均为放热反应。3一2、 工艺流程简述 2.1、 装置流程简述来自丁二烯抽提装置的混合 C4 原料进入原料罐 R301/1.2,来自运销处

3、的 CH30H（料进入甲醇原料罐 R101。分别经 B101、B102 提高压力后混合，混合物料经混合器混匀后进入一反离子过滤器， 除去物料中的金属阳离子等有害杂质。 过滤后的物料首先进入 H101/1.2 与来自初储塔底的产品 MTBE热。温度升至 35c 左右进入一反进料预热器 H102。用 0.3MPa 蒸汽或高温水将物料预热到 40c 以后进入第一反应器（F101） ,混合 C4 中的异丁烯和甲醇在大孔径强酸性阳离子交换树脂作用下，进行醛化反应生产 MTBE从第一反应器底部出来的反应物料进入初储塔进料预热器（H104）与初储塔釜液换热后进入初储塔 （T101）。初储塔底含MTBE勺釜?

4、经H104、 H101冷却到30c左右进入MTB升间罐 （R205/1.2） ,然后经泵（B209）送至成品罐区。初储塔顶经 H105 冷凝、冷却至 40c 进入回流罐，部分凝液回流进入塔顶，另一部分凝液与甲醇混合后进入二反离子过滤器，滤出金属阳离子等有害杂质进入二反。从二反底部出来的物料进入三反，三反底部出来的物料进入脱 C4 塔，或经 H218 冷却后进入 T202。脱 C4 塔底产品 MTBEW 初储塔底的 MTBEEH101 内混合后进入中间罐。 塔顶气相经冷凝器冷凝冷却到 40c 进入回流罐，一部分凝液作为回流进入塔顶，另一部分凝液进入甲醇萃取塔。含甲醇混合 C4 由底部进入甲醇萃取

5、塔，萃取剂（T203 塔釜液）由塔上部进入，在 14m 高的鲍尔环填料上，混合 C4 与萃取水逆流接触。顶部的萃余 C4 被萃取剂冷至 40c 以下进入 R207。底部富含 CH30Hl 勺水。进入甲醇回收塔。塔顶气相经冷凝、冷却到 40C,凝液一部分回流进入塔顶，一部分返回原料罐 R101 作原料循环使用。5R207 中的 C4 经 B204 泵输送至 H208,预热后进入脱异丁烷塔，塔顶气相被冷凝后进入 R203罐，一部分气相被排入火炬，全部凝液回流进入塔顶。被脱除 C3 及部分异丁烷的 C4 落入塔底，由 B205 输送到粗丁烯-1 塔。粗丁烯-1 塔塔顶气相冷凝后进入回流罐（R204）

6、,一部分凝液作为回流送回塔顶。另一部分经 H215 冷却器冷却至 40c 进入 R302。塔底物料经 H214 冷却后直接或用 B207 泵输送去原料罐区。工艺控制理论 1、产品质量与操作参数的关系1.1、反应器压力：甲醇和异丁烯醛化生成 MTBE 其反应压力可在较大范围内变化，对反应的转化率影响不明显。对反应本身而言，压力大小的选择是控制反应在该条件下呈液相状态。但是压力的选择还应考虑整个系统的阻力及分离系统所需的操作压力。 一般可在 0.55.0MPa范围内选择。 1.2、反应器的温度：异丁烯与甲醇在催化剂床层保持液相进行反应，在 4070c 时反应，异丁烯转化率达到大于 95%选择 T

7、大于 98%当温度低于 40c 或高于 70c 时，异丁烯的转化率及选择性将下降。当温度高于 80c 时二聚反应急剧增加，不仅使 MTBET 品纯度下降，而且大量的二聚物会造成反应器管道堵塞，形成偏流影响异丁烯的转化率。长时间会威胁生产，同时催化剂脱磺速率显著增加。因此要严格控制反应温度。.1.3、 空速：在较大的范围内（28h-1）对于反应的转化率与选择性影响不明显。当空速较大时转化率2CH3OH才有所下降，选择性稍有增加。但从反应器取热角度看空速不宜大于 3h-1。1.4、 醇烯比：所谓醇烯比是指进料中的原料甲醇与异丁烯的摩尔比。甲醇与异丁烯合成 MTBE是一个体积减小的可逆反应。增加一种

8、原料的用量可以提高另一种原料的转化率。当甲醇过量时，可使异丁烯的转化率增加，同时副反应二聚反应减少，二聚物含量下降。当醇烯比大于 0.8 时，异丁烯转化率大于 80%生成 MTBE 勺选择大于 98%当醇烯比在 0.81.0之间时，转化率变化比较明显，异丁烯的二聚物含量很小。当醇烯比大于 1.2 时，转化率变化不明显。如果醇烯比过大，将导致反应产物中甲醇含量增加，给分离带来困难。一般控制方案是，一反醇烯比 0.981.02,二反醇烯比 12.2。 1.5、 原料异丁烯浓度： 在低空速下， 异丁烯浓度在 10%A上时，异丁烯转化率可达 90%认上。而且随浓度的增加，异丁烯的转化率变化不大。但异丁

9、烯的组成变化会影响到分离部分的塔负荷。原料中含水：原料中含水可能来自供料中含水或装置加热器的泄漏，甲醇回收塔返甲醇带水。若原料带水，则异丁烯与水反应生成副产物叔丁醇，影响 MTBET 品纯度。原料预热温度：原料预热温度可影响异丁烯的转化率和反应器床层温度的分布，考虑到扩散的影响，一般预热温度控制在 20-70C3料/水比：一般控制在 2:1（体积比），料/水比增大有利于 T202 萃取效果。但当料/水比大于 2:1 时间，萃取效果变化不明显，反而会增加 T203 塔的热负荷，同时夹带 C4 和MTBE 增加装置能源消耗。最近通过计算和实验，T202 料水比采用 5:1 时萃取效果就非常理想。T

10、202 塔进料中 C4/MTBR 匕： T202 塔进料中 MTB 触多不利于萃取分离。 当 C4/MTB=7.6,物料与水的体积比为 2：1 时，则萃余相中甲醇含量显著增加达 500ppm,当水量增加 10 倍时仍无明显改善。一萃取塔温度：水萃取温度在 2540c 时对萃余相 C4 中的甲醇含量影响不大。一%.萃取剂中 CH3O 徐量：无论料/水比多大，萃取剂中含有甲醇均影响萃取效果，即随着萃取剂中甲醇含量的增加，萃余 C4 中甲醇含量增加。初储塔进料中甲醇含量：当一反出口甲醇含量3%寸，MTBET 品中的甲醇含量上升，破坏了 T101 塔的正常温度曲线（共沸曲线）。中部温度及顶部温度上升，

11、底部温度下降，说明一反醇烯比高，应降低一反的甲醇流量。T203 塔负荷：T203 塔空速取决于 T202 塔中的 CH3OH量，其含量取决于二反醇烯比，另外也取决于萃取剂中的甲醇含量。所以调整该塔空速的办法是：二反醇烯比、T203塔釜温度以及该塔的回流量。该塔的产品量直接影响到 MTBEH 及丁烯-1 产品质量。T203 塔进料温度：一般控制在 100110C,进料温度低易产生液泛（提储段）精储段漏液。塔进料的影响，进料温度低和进料中轻组份含量高有相同的效果，即精微段所需的理论板数少，有利于提高塔顶产品质量。反之，进料温度高与轻组份含量低有同样的效果，即精微段所需理论板数增多，不利于提高塔顶产

12、品质量，改进措施是提高进料板温度或将进料口下移。回流比回流比与理论板的关系；一般来说，增大回流比，可以减少所需的理论板数，若塔板数不变则可以提高精微效果。在塔板上接触的汽液两项中，回流的温度比蒸汽温度低，当回流比增大，则有更多的重组份冷凝转入液相。即每层塔板的分离效果提高了。因此增大回流比后，完成同一分离任务所需的理论板数减少了。回流比使塔内负荷变化对塔效率的影响。在塔板结构已定的情况下，回流比的变化会引起汽液负荷的变化，如增加回流比则塔内循环量增大，塔内的上升蒸汽量增大，上升蒸汽速度也高。对于已满负荷的塔来说，加大回流比，蒸汽速度过高，则会造成雾沫夹带或液泛，使分离效果变坏，塔板效率下降。因此，加大还是减少回流比，主要考虑两个因素，即塔板数目和塔板效率，看影响产品质量的主要因素是塔板数目还是塔效率，由此决定增加还是减少回流比。进料量对塔的影响：当进料量过猛，塔内液体突然增加，塔釜液面急剧上升，上升蒸汽量很不稳定，影响了产品质量，物料平衡是精储操作的首要条件，进料过猛就破坏了物料平衡，影响了塔的各层组成、温度分布。因此提量一定要逐渐增加，一般可先加点蒸汽后加点进料，同时增加采出量，总之，加料量变化时要相应地调节加热蒸汽量和采出量，以保持塔的物料平衡。如