[发明专利]一种由碳四与甲醇生产高纯度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和甲醇为原料，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)的工艺主要有两种类型，一种为炼油型MTBE生产工艺，其产品纯度不高，只能用作汽油添加剂，提高汽油辛烷值；另一种为化工型MTBE生产工艺，该工艺可生产高纯度的MTBE产品，主要作为裂解原料，以制取高纯度异丁烯，用作化工单体。从工艺流程来看，制取高纯度MTBE产品主要包括以下几个步骤：①碳五分离部分：含碳五的重碳四通过碳五分离塔将碳五脱除；②反应部分：脱除碳五后的含异丁烯的碳四、甲醇分别经泵加压，通过静态混合器充分混合后进入反应器进行醚化反应；③产品分离部分：从反应器出来的物料进入共沸蒸馏塔进行粗MTBE与醚后碳四的分离，得到纯度较低的粗MTBE；④产品精制部分：从共沸蒸馏塔釜来的粗MTBE送往成品精制塔，从精制塔的侧线采出纯度较高的精MTBE成品；从共沸蒸馏塔顶部出来的混合物料进入催化蒸馏塔继续发生醚化反应，塔底得到的粗MTBE用作汽油添加剂，塔顶出来的醚后碳四经回收系统处理后用作民用液化气。但该生产方法还存在不足，其主要表现在设备投资大，加工流程长，能耗高，生产成本高。

技术方案

本发明的目的在于提供一种流程短、设备投资少、能耗低、生产成本低的由碳四与甲醇生产高纯度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高纯度MTBE的方法，其特征：包括有如下步骤：①反应部分：含异丁烯的碳四、甲醇在醇烯摩尔比为(1.20～1.25)：1和反应温度为56～60℃的工艺条件下发生醚化反应；②产品分离：从反应器出来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，醚后碳四与过剩的甲醇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，回流比为(0.9～1.2)：1，另一部分作为萃取塔的进料；③碳五分离：从催化蒸馏塔底部出来的粗产品MTBE进入脱碳五分离塔，碳五及少量的甲醇从塔顶馏出，一部分返回塔内作为回流，回流比为(10～20)：1，另一部分作为碳五产品送至罐区贮存，塔釜得到MTBE产品，脱碳五分离塔顶压：0.30～0.35MPa；塔顶温度：67～75℃；塔釜温度：97～115℃。

以含异丁烯的碳四与甲醇在醚化树脂催化剂的作用下进行醚化反应生成产品MTBE的同时，总是不可避免的要生成甲基仲丁基醚MSBE、异丁烯自聚物DIB，MSBE是混合碳四组份中的正丁烯与甲醇醚化反应的产物，而DIB是混合碳四组份中异丁烯发生自聚反应的产物。当醇烯比逐步加大后有利于抑制MSBE和DIB的生成，当醇烯比大到一定时，其对应的MSBE生成量和DIB生成量下降并不很明显，且进一步加大醇烯比会对催化蒸馏塔的平稳操作产生较大影响，易造成塔釜携带甲醇而影响MTBE的产品质量。

同时醚化反应过程中MTBE和MSBE的生成属并行反应。前者受热力学而后者受动力学控制，要减少MSBE的生成量，就必须避免MTBE反应处于过量催化剂作用下，即要满足一定的温度与空速的对应关系，选择适宜的工艺条件，就可以降低MSBE的反应速度，从而有效控制副产物MSBE的生成量。当反应器床层温度由70℃下调至59℃左右时，MSBE的生成量由1.0％左右逐步下降至0.1％以下，达到了化工原料的质量指标要求。

本发明通过优化反应系统的操作条件抑制了副产物MSBE及DIB等杂质的生成，使其含量达到了化工原料的质量指标要求；同时，采用了从产品MTBE中脱除碳五的工艺方法，使MTBE产品纯度稳定在99.0％以上，达到了作为化工原料对MTBE纯度的质量要求；与其它生产高纯度MTBE的装置相比，本发明具有非常明显的优势：①采用较低的反应温度，有效降低了催化剂的脱磺速度，大大延长了催化剂的使用寿命；②省去了共沸蒸馏塔及成品精制塔两个塔系，节省了近千万的装置建设投资；③采用从产品MTBE中分离碳五的工艺，可实现碳五分离塔和催化蒸馏塔的热联合，大大降低了装置能耗。同时，由于设备尺寸小，压力等级低，MTBE碳五分离塔系设备造价比碳四碳五分离塔系设备造价要低近200万元；④大幅降低了操作成本。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

以下通过实施例和附图进一步对本发明进行说明：

实施例1：

含异丁烯的碳四、甲醇在醇烯摩尔比为1.20：1和反应温度为56℃的工艺条件下按附图1的工艺流程进行醚化反应生成产品MTBE，其实验数据见表1：

实施例2：