[发明专利]催化蒸馏制甲基叔丁基醚装置

说明书

技术领域

本发明属于化工领域，涉及一种催化蒸馏制甲基叔丁基醚装置。

背景技术

催化蒸馏与反应蒸馏是将反应与分馏两个工艺过程融合为一体的新化工单元过程。严格地说，催化蒸馏是反应蒸馏中的一部分，但在文献资料中反应蒸馏一般是指气-液或液-液体系，而催化蒸馏是指用固体物质作催化剂的气-液-固体系。

甲基叔丁基醚，英文缩写为MTBE（methyl tert-butyl ether），常用于无铅汽油中作为抗爆剂，在化工及生物领域也具有广泛用途。用作汽油添加剂，提高辛烷值，亦可裂解制得异丁烯，用作汽油添加剂，具有优良的抗爆性。它与汽油的混溶性好，吸水少，对环境无污染。作为有机合成原料，可制高纯度的异丁烯。

甲基叔丁基醚的制备过程一般以甲醇和异丁烯为原料，借助酸性催化剂合成，其中催化剂在工业上用得最多的是树脂催化剂，包括氢氟酸、硫酸、苯乙烯系阳离子交换树脂、固体酸、分子筛、杂多酸等。制备得到的甲基叔丁基醚转换率较低，且工艺复杂。

发明内容

 为解决现有技术制备甲基叔丁基醚转换率较低，且工艺复杂的技术缺陷，本发明提供一种催化蒸馏制甲基叔丁基醚装置。

催化蒸馏制甲基叔丁基醚装置，包括预反应器、催化蒸馏塔、水萃取塔和甲醇回收塔；所述预反应器的塔底出口与催化蒸馏塔的中部进口连接，所述催化蒸馏塔的塔顶出口与水萃取塔的塔底进口连接，所述水萃取塔的塔底出口与甲醇回收塔的中部进口连接。

优选的，所述水萃取塔还包括液体原料进口，所述甲醇回收塔的塔底出口和水萃取塔的液体原料入口连接。

优选的，所述水萃取塔的液体原料入口与外部水泵连接。

优选的，所述甲醇回收塔还有塔顶出口，所述甲醇回收塔的塔顶出口与预反应器的原料进口连接。 

优选的，所述催化蒸馏塔内部分为若干高度不同的催化反应区与分馏区，每层催化反应区上设置有催化剂床。

 进一步的，所述催化反应区与分馏区是按高度间隔设置的。

 本发明所述催化蒸馏制甲基叔丁基醚装置，与常规工艺相比，转化率高，工艺过程简单，能耗低，投资少，而且反应后C₄可直接作为其他化工过程的原料。

附图说明

图1示出本发明一个具体实施方式示意图；

图中各附图标记为：1-预反应器 2-催化蒸馏塔 3-水萃取塔 4-甲醇回收塔。

具体实施方式

 以下给出本发明一个具体实施方式。

催化蒸馏制甲基叔丁基醚装置，包括预反应器、催化蒸馏塔、水萃取塔和甲醇回收塔；所述预反应器的塔底出口与催化蒸馏塔的中部进口连接，所述催化蒸馏塔的塔顶出口与水萃取塔的塔底进口连接，所述水萃取塔的塔底出口与甲醇回收塔的中部进口连接。

优选的，所述水萃取塔还包括液体原料进口，所述甲醇回收塔的塔底出口和水萃取塔的液体原料入口连接。以实现水的循环利用。

优选的，所述水萃取塔的液体原料入口与外部水泵连接。以补充原料水

优选的，所述甲醇回收塔还有塔顶出口，所述甲醇回收塔的塔顶出口与预反应器的原料进口连接。 以实现甲醇的循环回收。

优选的，所述催化蒸馏塔内部分为若干高度不同的催化反应区与分馏区，每层催化反应区上设置有催化剂床。

 进一步的，所述催化反应区与分馏区是按高度间隔设置的。使反应更深入彻底。

如图1所示。甲醇与C₄馏分先进入一个预反应器1内进行预反应，其流出物再进入催化蒸馏塔2内，在分离作用下，MTBE作为重组分从塔釜排出；C₄及其与甲醇的共沸物向塔的上部移动，进入催化反应蒸馏段边反应，边分离，也就是说，MTBE一旦生成就在分离作用下离开反应区，从而使平衡不断地被打破，反应不断地进行。反应剩余C₄与甲醇由催化蒸馏塔塔顶进入水萃取塔3的底部，萃余后C₄从塔顶进入下游，甲醇的水溶液进入甲醇回收塔4，从塔顶得到的甲醇返回到反应单元循环使用，水则在水萃取塔3与甲醇回收塔4之间循环。优选的，催化蒸馏塔内把反应蒸馏段分割为若干个催化反应区与分馏区，交错排列；在催化反应区，催化剂散装在设置的催化剂床层内，不用特殊的包装结构，无须进入塔内装填催化剂。

    以上所述的仅为本发明的优选实施例，所述实施例并非用以限制本发明的专利保护范围，因此凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。