[发明专利]一种由碳四与甲醇生产MTBE的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种以含异丁烯的碳四为原料，经醚化反应生产MTBE的方法。

背景技术

目前国内生产甲基叔丁基醚(MTBE)的主要方法是含异丁烯的碳四与甲醇经静态混合器充分混合，混合原料进入净化器脱除其中的碱及碱金属离子，然后经原料换热器与1.0MPa蒸汽换热升温，进入反应器进行醚化反应，最后经过催化蒸馏塔边反应边分离，得到产品MTBE的流程模式。

从工艺流程来看，MTBE生产主要包括以下几个步骤：①原料预处理：含异丁烯的碳四、甲醇分别经泵加压，通过静态混合器充分混合后进入装树脂催化剂的净化器；②反应及产品分离部分：从净化器来的混合原料通过预热器预热升温，然后进入反应器，在树脂催化剂的作用下，发生醚化反应生成MTBE，反应后的混合物料以气液混相进入催化蒸馏塔继续发生醚化反应，甲醇与未反应碳四以共沸物形式从塔顶馏出，馏出物经塔顶冷凝器冷凝后进入回流罐，其中一部分作为塔的回流，另一部分作为萃取塔的进料，从催化蒸馏塔底部出来的MTBE经冷却器冷却后，送至罐区贮存。该流程设计还存在一些不足，主要表现在以下几个方面：1、净化器对原料的净化效果没有直观的监控措施，尤其在气温较低的冬季，净化器进、出料温度没有温差，再加上没有碱含量分析手段，即使净化器中催化剂已完全失活，也不能及时发现，这样就可能会对反应器催化剂造成很大冲击。一旦反应器催化剂中毒，对MTBE装置的影响是致命的，这是因为原料中的异丁烯有90％以上是在反应器中转化的。此外，反应器中转化率的大幅下滑，还会引起催化蒸馏塔中大量异丁烯自聚，而异丁烯自聚放出的大量热量将会引起催化剂床层超温，从而烧坏催化剂。这样，整个装置将被迫全线停工。2、装置运行周期太短。如要保证异丁烯总转化率≥99％，达到“化工型”的指标要求，则装置运行周期仅仅只能维持六个月，远远达不到一年的目标。3、净化器中的催化剂没有得到充分利用。

技术方案

本发明的目的在于提供一种能延长催化剂的使用周期及装置运行周期的由碳四与甲醇生产MTBE的方法。

本发明采用的技术方案如下：一种由碳四与甲醇生产MTBE的方法，其特征：包括有如下步骤：①原料预处理：含异丁烯的碳四、甲醇分别经泵加压，通过静态混合器充分混合后通过原料预热器将原料加热升温到30℃～60℃后进入装树脂催化剂的净化器并初步发生醚化反应；②反应及产品分离：从净化器来的混合原料通过冷却器降温至30℃～70℃，然后进入反应器，在树脂催化剂的作用下，发生醚化反应，反应后的混合物料以气液混相进入催化蒸馏塔继续发生醚化反应，甲醇与未反应碳四以共沸物形式从塔顶馏出，馏出物经塔顶冷凝器冷凝后进入回流罐，其中一部分作为塔的回流，另一部分作为萃取塔的进料，从催化蒸馏塔底部出来的MTBE经冷却器冷却后，得MTBE成品。

所述原料预热器的热源为蒸汽或回收的凝结水。

本发明在净化器前新增一台原料预热器，提高净化器原料入口温度，使原料在净化器中便开始反应，将部分反应负荷前移，最大限度地发挥了净化器的作用，大大减轻了反应器的负担，这与改造前净化器单一的净化原料功能相比，其作用得到了进一步的提升；同时反应放热使净化器出口物料温度上升，通过温差的大小变化可以很直观地判断出净化器中催化剂的活性变化情况，以便能及时更换催化剂，从而更好地达到了保护反应器中催化剂的目的；由于部分异丁烯在净化器中进行了转化，有效地降低了反应器进料中异丁烯的浓度，使反应器中反应放热减少，更有利于实现低温操作，减缓了催化剂磺酸根离子的脱落，大大延长了催化剂的使用周期、装置运行周期。

本发明将原来工艺中的反应器前原预热器改为冷却器，由于在净化器前增设了原料预热器，进料温度上升，使部分异丁烯在净化器中反应，反应放热使净化器出口温度上升，最高可达75℃以上，而反应器在新催化剂刚投用时，其入口温度达30℃即可，入口温度越高，反应器床层温度就越高，副产物无法控制，且对催化剂的使用周期会产生很大影响，因此，在反应器前设置一台冷却器，以控制反应器的入口温度，确保产品质量和开工周期。

本发明有效降低了反应器进料中异丁烯的浓度，且更好地保护了反应器中的催化剂，大大延长了催化剂的使用周期，同时延长了装置运行周期。

附图说明

图1为改造前的工艺流程图；

图2为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

以下通过实施例进一步对本发明进行说明：

实施例：

以含异丁烯的碳四与甲醇在D006型醚化树脂催化剂或D005型醚化树脂催化剂的作用下，操作压力为0.75MPa，分别按改造前工艺和本发明工艺做对比实验，其实验数据分别如下：