2万吨mtbe工艺简述

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1、2万吨MTBE工艺简述1.1工艺原理、工艺特点MTBE是由气分生产的C4原料（含异丁烯组分）和甲醇在树脂催化剂的作用下生成的。该反应是个可逆平衡放热过程，其反应式如下：CH3CH3CH2=C-CH3+CH3OH→CH3-C-O-CH3+(-⊿H)CH3异丁烯甲醇甲基叔丁基醚反应的选择性很高，其它C4组分几乎不参加反应，但反应中有如下副反应：CH3CH3CH3CH3CH2=C-CH3+CH2=C-CH3→CH3-C=CH-C-CH3+(-⊿H)CH3异丁烯异丁烯2,4,4-三甲基-2-戊烯CH2CH3CH2=C-CH3+H2O→CH3-C-OHCH3异丁烯水叔丁醇CH3OH+C

2、H3OH→CH3-O-CH3+H2O甲醇甲醇二甲醚水异丁烯二聚物是在进料中甲醇配料比不足时，才发生，所以在反应进料中甲醇配料比必须是大于1.0。叔丁醇是在原料中含水才产生，所以进料原料中尽可能的不含水，避免叔丁醇的产生。二甲醚是在进料中甲醇过量很多并且反应温度超过80℃才产生。所以反应进料中甲醇又不能过量很多，反应温度也不能超过80℃。从以上反应原理来看：醚化反应的进料配比中，异丁烯和甲醇的摩尔比应控制在1.1左右。反应温度最好控制在70℃左右。1.2操作变量分析众所周知，温度是反应速的函量，温度越高、反应速度越快、温度越低，反应速度越慢，MTBE的平衡转化率越高，如表1所示

3、。表1不同温度下极大转化率温度/℃506065708090转化率/%96.895.895.294.693.191.4从表1中可知，反应温度控制在65~70℃时，异丁烯最大转化在95%左右。反应速度和反应转化率是两个概念，对工业反应反应器来说，较好反应条件是：新装催化剂反应温度60~65℃中期催化剂反应温度65~70℃后期催化剂反应温度70~75℃末期催化剂反应温度75~80℃我们所用的催化剂是强酸性阳离子交换树脂，它的活性和树脂交换容量成比例。交换容量越高，反应活性越高，反之亦然。通常原料中都含有或多或少金属离子（正常在1—2ppm），这些金属离子与催化剂接触后，把催化剂的活

4、性中心H+置换出来，引起催化剂失活，所以催化剂随着使用时间的延长，它的活性慢慢的降低。反应温度就需要慢慢提高来弥补催化剂活性的降低。对预反应器来说，内装的催化剂可以使用一年。一年后催化剂就需要更新。当然，这与贵公司用的原料中对催化剂的毒物含量多少有关，与操作有关，与所用催化剂的品质好坏有关。这里还要说明的是引起催化剂中毒的毒物，不仅是金属离子，如k+、Na+、Ca++、Fe++等金属离子引起催化剂失活，而且有些有机物，如胺类、乙腈也能使催化剂中毒。这些毒物的对催化剂中毒情况是不一样的，金属离子与催化剂中毒是层析的，是一层一层向下层中毒，乙腈引起催化剂中毒是扩散型的，是缓慢的，

5、能使整个床层的催化剂都部分失活。这里所说的与操作条件有关，主要是指在生产时催化剂是否超过80℃、醇/烯比失调等原因。超温时催化剂活性中心脱落，引起催化剂失活；而醇烯比失调造成异丁烯聚合，这时有结焦和焦前物堵塞催化剂的微孔，引起催化剂失活。这里所说的催化剂品质，一是指它的交换容量的高低，交换容量越高，它的转化率越高，交换容量越低，它的转化率越低，当它的交换容量低于3.1mml/g催化剂时，它的转化率就低于90%，如图1所示。2040608010012345异丁烯转化率，%交换容量mmolH+/g(干)图1交换容量与催化剂活性的关系压力：1.5Mpa；温度60—70℃；醇/烯比：

6、1.0:11;空速：3.8-4.3h-1催化剂活性与它的孔结构，孔结构与交换容量，二者不可偏废。2正常操作程序MTBE生产过程，一般分三个操作单元，即醚化反应单元、催化蒸馏单元和甲醇回收单元，现分别叙述如下。2.1醚化反应正常操作程序当开车条件具备后，准备开车。启动甲醇进料泵（P-502），使甲醇自甲醇罐（V-502）流出，经甲醇泵（P-502）计量增压后，向净态混合器（M-501）流去。C4从碳四罐（V-501）中出来，经C4进料泵（P-501）计量增压后，向净态混合器（M-501）流去。C4和甲醇经净态混合（M-501）充分混合后，又流至离子过滤器（R-501A/B），脱

7、除其中携带的碱性化合物，再与外循环的物料在静态混合器（M-502）混合，混合后的物料进到预热器（E-501），在E-501中混合物料预热到反应温度后，向醚化反应器（R-503）流去。R-503内装填有树脂催化剂，并经甲醇脱去其中水分，所以当反应物料进入R-503中，在催化剂的作用下立即发生醚化反应。醚化反应是个放热反应，计算表明，C4中异丁烯含量为15.74%时，反应放出的热量可使床层升温32℃左右。预反应器采用混相床时，反应放出的热量使原料从进料温度开始升高，当温度升高到70℃时，从反应器出口抽出部分