MTBE装置操作法

第一部分岗位任务及与外部联系

1. 岗位任务

1.1. 筒反部分

从一抽提装置或二抽提装置接收来的抽余碳四（BBR）与罐区接收来的甲醇，按1.02的醇烯比（甲醇和异丁烯的摩尔比），经离子过滤器充分进行混合，再进入三段外循环固定床筒式反应器（筒反）催化剂床层反应，使筒反三段总转化率达90%以上。

1.2. 反应精馏部分

由筒反来的MTBE、C4、CH3OH的混合物进入到反应精馏塔中，补充少量的甲醇，同时进行反应和精馏，塔底得到MTBE产品，塔顶为醚后碳四，为1－丁烯生产提供合格原料。

1.3. 甲醇水洗回收部分

将含有3～5%甲醇的醚后碳四进水洗塔（T-201）底部，与上部的萃取水在塔内填料表面逆向混合，经液－液萃取后，使塔顶水洗后的醚后碳四中甲醇含量小于90ppm，甲基叔丁基醚（MTBE）含量小于70ppm送往醚后碳四罐（V-206），作为1－丁烯生产的原料，底部含甲醇（一般≤11％）的醇水溶液送甲醇回收塔（T-202）回收甲醇，塔顶得到99.0％以上的甲醇，送甲醇原料罐（V-202），塔釜水（甲醇≤0.5％）作为萃取水循环使用。

1.4. 1－丁烯精制部分

将水洗后的醚后碳四（含1－丁烯约60％）送至第一精馏塔（DA-303）精馏，的从塔顶脱除相对于1－丁烯较轻的碳三、异丁烯等轻组份和水（水与碳四形成共沸物），再经第二精馏塔（DA-304）精馏，从塔釜脱除相对于1－丁烯较重的顺反丁烯、正丁烷等组份，采至单体前乙腈作为丁烯生产的原料或罐区，塔顶得到纯度大于99.0％的合格1－丁烯产品送至罐区，作为聚乙烯生产的第二聚合单体。

2. 装置与外界联系

第二部分原材料、产品及公用工程条件1. 原材料、辅助原材料规格、标准

1.1. 甲醇

1.2. 二乙胺

1.3. 化工型MTBE专用树脂催化剂

1.4. 抽余碳四(BBR)

1.5. 醚后碳四(用作丁烯-1原料)

2. 产品、副产品标准

2.1. MTBE产品

2.2. 1－丁烯产品

注：修订时执行Q/SH 1546-93标准

2.3. C3、C4馏分(液化汽)副产品

2.4. 2－丁烯

3. 产品物耗、能耗

3.1. 原材料及辅助原材料消耗

3.2. 动力消耗

注：实际消耗为1997年平均消耗4. 公用工程条件

第三部分生产原理和工艺过程

1. 生产原理

1.1. 第一萃取精馏单元（丁二烯抽提装置）

第一萃取精馏塔可使醚化和1－丁烯原料中1，3－丁二烯降低至40ppm，其原理是在分离裂解碳四的第一萃取精馏塔（DA-101）加入沸点较高的二甲基甲酰胺（DMF）溶剂，从而改变了裂解碳四各组份的相对挥发度，相对挥发度小于1，3－丁二烯的组份和DMF从塔釜送至汽提塔（DA102）析出，相对挥发度大的抽余碳四（BBR）以塔顶采出，作为MTBE/1－丁烯装置的原

料，其1，3－丁二烯的含量小于60ppm。增加该塔的回流量、溶剂量、加大去第二萃取精馏塔（DA-103）的进料量等均可以使BBR中的1，3－丁二烯含量降低。

1.2. 筒反部分

含有异丁烯的抽余碳四与甲醇（按照1.02的醇烯比计算的量）进行混合，在D型苯乙烯系大孔径强酸性阳离子交换树脂的催化剂作用下，使大部分异丁烯和甲醇反应生成甲基叔丁基醚（MTBE），其反应式如下：

该反应为放热反应，△H＝―37KJ/mol，其反应的选择性很高。副反应可以生成少量的异丁烯二聚物（或低聚物），二甲醚以及由于原料中带入的水可以生成少量的叔丁醇等，其反应方程式如下：

以上几种杂质其本身的辛烷值较高，少量的留在甲基叔丁基醚产品中，不会影响其使用性能，其余的碳四组分与甲醇均不发生反应，在该工艺条件下可视为惰性物质。

反应器床层温度是由预热温度、外循环量和外循环冷却温度来控制。

1.3. 反应精馏单元

异丁烯与甲醇反应生成甲基叔丁基醚的反应为可逆反应，方程式如下：

C4H8＋CH3OH－→CH3O C4H9

根据拉乌尔定律(Le Chatelier)原理，为使可逆反应向正反应方向（生成MTBE）进行，其一是增加反应一侧的物料浓度，其二是减少生成物的浓度。在反应精馏塔中同时进行着反应和精馏过程中，随着反应和精馏的进行，MTBE不断的生成且被从塔釜分离出来，使生成的MTBE 总是处在低浓度状态，故反应总是朝正反应方向即生成MTBE方向进行。

反应精馏塔内控制醇烯比（摩尔比）一般在2.2，甲醇的过量是为了使异丁烯充分反应。1.4. 甲醇回收单元

本单元是利用甲醇与碳四在水中的溶解度不同，用水作为萃取剂，在水洗塔（T-201）中将水中溶解度大的甲醇溶于水中，从而减少在水中溶解度小的醚后碳四中甲醇的含量，并利用碳四比重小于水，使其从塔顶送往醚后碳四罐，作为1－丁烯生产的原料。塔底的醇水溶液由于水与甲醇的沸点不同，通过压差进入甲醇回收塔（T-202）用普通精馏的方法进行分离，得到的甲醇回收，分离的水作萃取水循环使用。

1.5. 1－丁烯精制单元

1－丁烯精制是利用碳四各组份的相对挥发度（沸点）不同，用普通精馏和共沸精馏的方法精制1－丁烯，第一精馏塔（DA-303）从塔顶脱除碳三、异丁烷等轻组份和微量水，第二精馏塔（DA-304）脱除顺丁烯、反丁烯、正丁烷等重组份。

2. 反应转化率的计算

这里的转化率是指异丁烯的转化率。

2.1. 筒反部分转化率的计算

其中C1: 为异丁烯的转化率（％）；

X1:为筒反入口异丁烯含量m/m%；

X2:为筒反出口异丁烯在碳四中含量m/m%。

2.2. 反应精馏塔部分转化率计算

其中C2:为反应精馏塔异丁烯转化率；

X3:为反应精馏塔顶异丁烯在碳四中含量m/m%。

3. 工艺流程叙述

3.1. 筒反单元

从一、二套丁二烯抽提装置送来的抽余碳四进入碳四原料罐（V-201）内，从罐区送来的甲醇接收至甲醇原料罐（V-202）内。

碳四原料罐中的抽余碳四，由碳四进料泵（P-202A/B/C）输送，经流量调节阀（FICQ-102）调节，定量送往离子过滤器。

甲醇原料罐中的甲醇，按照醇烯比1.02确定甲醇的进料量，由甲醇原料泵（P-201A/B/C）输送，经甲醇进料流量调节阀（FICQ-101）调节，与碳四进料泵送来的碳四定量混合后送往离子过滤器（R-201A/B）中的任一台（离子过虑器单台使用）。

混合物料经过离子过滤器后、其中含有的阳离子和其它杂质被除去（要求：阳离子≤0.1ppm），