[发明专利]一种提高汽油辛烷值的醚化催化精馏方法和装置

权利要求书

1.一种提高汽油辛烷值的醚化催化精馏装置，其特征是包括一个嵌套-耦合式结构的催化精馏塔体；塔体从上至下依次包括精馏段、多级单元催化分馏段、管壳结构催化分馏段和提馏段。

2.一种提高汽油辛烷值的醚化催化精馏装置，其特征是包括一个嵌套-耦合式结构的催化精馏塔体；塔体从上至下依次包括精馏段、多级单元催化分馏段、中间分馏段、管壳结构催化分馏段和提馏段。

3.如权利要求1所述的装置，其特征是所述的管壳结构催化分馏段是由长度为500～3000mm的一个竖直内管或多个并列的竖直内管和围绕内管的一个夹套组成，催化剂和分馏填料分别装填于管内和夹套内，装填催化剂床层的上端封闭且仅与催化精馏塔的进料管线相通，其下端与提馏段相通，装填分馏填料一侧的上下都是通透的。

4.如权利要求2所述的装置，其特征是所述的管壳结构催化分馏段是由长度为500～3000mm的一个竖直内管或多个并列的竖直内管和围绕内管的一个夹套组成，内管中装填催化剂，夹套中装填分馏填料，内管与夹套截面的比为0.1～1.0，内管的下端仅与催化精馏塔的进料管线相连通，夹套的下端与提馏段相连通；内管和夹套的上端都与中间分馏段相连通，内管的上端开口处设置液体导流板，以阻止其上方流下的液体流入管内的催化剂床层。

5.如权利要求1或2所述的装置，其特征是所述的多级单元催化分馏段是由一个或多个反应分离单元沿纵向交错排列组成，每个反应分离单元由一个催化剂构件和一个带有降液管的塔盘组合而成，催化剂构件是一个装填了催化剂的容器或者由多个催化剂容器捆扎构成，催化剂构件固定连接于塔盘的下面，并覆盖该塔盘的全部气体通道，每个催化剂构件与其下方的塔盘距离为50～600mm。

6.一种采用权利要求1或3或5的装置进行醚化催化精馏的方法，其特征是：混合烃原料和低碳醇混合物经预热后进入催化精馏塔，并直接从管壳结构催化分馏段的上端引入到催化剂装填区，与酸性催化剂接触发生化学反应，然后从管壳结构催化分馏段的下端流出，其中的重组分进入提馏段分离去除未反应的C₅和C₆烃和醇，然后从塔底排出；而其中的轻组分进入管壳结构催化分馏段的分馏区，在上升过程中经过填料层分离去除产物醚，然后上升至多级催化分馏段进行深度醚化反应和醚化产物的分离，烃和醇的蒸汽先进入最下面一级反应分离单元，通过所述的催化剂构件进行深度醚化反应，生成了醚之后使沸点升高，变成凝液落入下面的分馏区，未反应的烃和醇蒸汽穿过催化剂构件上面的塔盘，与塔盘上的液体进行传质和换热，进一步分离脱除夹带的产物醚，然后继续上升至第二级反应分离单元，再次经历反应和分离过程，每级反应转化的醚均落入下面一级反应分离单元的塔盘中，经降液管逐级流下，但不与催化剂接触；经过深度醚化反应后剩余的惰性轻烃与醇的混合物由多级催化分馏段的顶端进入精馏段，脱除了醚的轻烃和醇混合物进入塔顶冷凝器，塔顶流出物进入醇和烃的分离装置。

7.一种采用权利要求2或4或5的装置进行醚化催化精馏的方法，其特征是：混合烃原料与低碳醇混合预热后进入催化精馏塔，并直接从管壳结构催化分馏段的下端引入到催化剂床层与酸性催化剂接触发生化学反应，然后从管壳结构催化分馏段的上端流出，其中的重组分依次进入管壳结构催化分馏段的分馏区和提馏段，分离去除未反应的C₅和C₆烃和醇，然后从塔底排出；从管壳结构催化分馏段上端流出的轻组分进入中间分馏段分离去除产物醚，然后上升至多级催化分馏段进行深度醚化反应和醚化产物的分离，烃和醇的蒸汽先进入多级催化分馏段的最下面一级反应分离单元，通过催化剂构件进行深度醚化反应，生成了醚之后使沸点升高，变成凝液落入下面的分馏区，未反应的烃和醇蒸汽穿过催化剂构件上面的塔盘，与塔盘上的液体进行传质和换热，进一步分离脱除夹带的产物醚，然后继续上升至第二级反应分离单元，再次经历反应和分离过程，每级反应转化的醚均落入下面一级反应分离单元的塔盘中，经降液管逐级流下，但不与催化剂接触；经过深度醚化反应后剩余的惰性轻烃与醇的混合物由多级催化分馏段的顶端进入精馏段，脱除了醚的轻烃和醇混合物蒸汽从精馏段上端进入塔顶冷凝器，塔顶流出物进入醇和烃的分离装置。

8.如权利要求5所述的装置，其特征是所述的催化剂容器为柱形网筐、纤维编织袋、不锈钢波纹板与装填了固体催化剂的布袋组成的三明治夹层结构、不锈钢网捆卷结构中的一种或几种。