年产5万吨MTBE分离工艺设计+文献综述(4)
表1.2.1 C4馏分中各组分的沸点
组分 沸点 挥发度
正丁烷 -0.50 1.00
异丁烷 -11.72 1.47
1-丁烯 -6.25 1.29
顺-2丁烯 3.73 1.00
反-2-丁烯 0.88 1.08
异丁烯 -6.90 1.47
1,3丁二烯 -4.41 1.24
(5) MTBE
MTBE产品性能：该品有类似樟脑的气，无色透明，在室温下，能与醇、醚、脂肪烃、芳烃、卤化溶剂等完全互溶。该品同其他甲基叔烷基醚一样，还有另一个非常重要的性能，即很强的抗自动氧化性，不易生成过氧化物。主要供炼油厂作高辛烷值汽油的调合剂，也可作石蜡、油品、香料、生物碱、树脂、橡胶的溶剂、有机合成反应剂。易燃易挥发，遇火种、热源有爆炸的危险。MTBE是一种新的石油化工产品，在很长时间被作为汽油添加剂而广泛使用。但最近大量事实证明，使用MTBE并不安全，大气和水中的MTBE会导致鼻喉炎症、头疼恶心。
2 主要内容与待解决的问题
2.1 MTBE生产工艺的不同方法
合成MTBE生产工艺主要是醚化工艺，根据醚化反应器的不同，MTBE合成工艺主要有：固定床反应技术、膨胀床反应技术、催化蒸馏反应技术、膨胀床，催化蒸馏反应技术，混相反应技术，混相反应蒸馏技术等。
2.1.1 固定床反应技术
固定床工艺采用下流式固定床反应器，异丁烯与甲醇在强酸阳离子交换树脂存在下，在70-100℃液相反应生成MTBE。此工艺采用外循环取热的方式控制，反应器外多用冷却水移走反应热，产物用一个或多个分馏塔分离MTBE和甲醇以及剩余的C14馏份。适用于异丁烯浓度变化较大的C14原料。尽管反应器外部用水冷却，但仍会在床层出现热点，且难于消除，反应速率较低，这类工艺在最近几年新建厂中己较少采用。
2.1.2 膨胀床反应技术
膨胀床反应工艺流程的特点是在生产过程中，反应物料自下而上流经膨胀床反应器催化剂床层。反应物流达到一定值后，催化剂床层即开始膨胀，由于催化剂床层受轻微扰动，催化剂颗粒的不规则自转和轻微的扰动有利于提高催化剂活性和有效利用率，加快了反应床层的传质和传热过程，有利于反应的进行和反应热的扩散。整个床床层径向温度分布均匀，不存在局部热点，这样，催化剂不会因局部过热超温而受损，还可减少副产物的生成。这种方法降低了能耗和成本，结构简单、催化剂装卸方便，但对催化剂的强度和耐磨性有一定要求。
2.1.3 催化蒸馏反应技术
催化蒸馏是指在催化蒸馏塔这个特殊设备中，进行MTBE合成反应的同时也进行反应产物的分离，两个过程同时进行，使反应达到完全。反应放出的热直接用来分馏，既减少了外部冷却设备又控制了反应温度，防止了反应区热点超温现象，降低了能耗，节省了投资。从微观上讲，在催化蒸馏塔某个反应单元中，由于反应物中的MTBE被分离移出该反应单元，反应物中的MTBE浓度降低，克服了平衡的限制，因此增强了反应向正方向进行的推动力，使反应向着生成物MTBE的方向不断进行，从而使异丁烯达到高转化率。
2.1.4 混相反应技术
混相反应工艺的特征是混相固定床反应技术与分馏技术有机地结合起来，通过控制反应压力使反应在沸点温度下进行，反应热可使部分物料汽化而被吸收，反应物料形成气液混相状态，使反应在气液两相同时进行，有减少设备和节能的作用。克服了固定床和膨胀床工艺采用外循环取热稀释反应物浓度及增加反应推动力的弊病，以及催化蒸馏技术装置较为复杂的缺点，提高了催化剂的利用率。该技术的主要特点是可以在混相反应蒸馏塔内设置一个固定床混相反应段，不需要任何冷却设施。
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