劉小雋（遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 遼寧 錦州 121001）

MTBE催化蒸餾技術(shù)工業(yè)化應(yīng)用中的問題及對策

劉小雋（遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 遼寧 錦州 121001）

本文主要介紹了MTBE催化蒸餾技術(shù)工業(yè)化的應(yīng)用，同時介紹了在工業(yè)化生產(chǎn)過程中應(yīng)用催化蒸餾技術(shù)生產(chǎn)MTEB出現(xiàn)的問題，并提出相應(yīng)的解決方案，使得生產(chǎn)的產(chǎn)品能夠達到相關(guān)質(zhì)量要求。

MTBE；催化蒸餾；工業(yè)化

MTBE即是甲基叔丁基醚，是由甲醇與混合C4餾分中的異丁烯在大孔磺酸樹脂的催化作用下進行反應(yīng)合成的。MTBE的辛烷值較高（MON101，RONI17），故其在生產(chǎn)具備無鉛、含氧以及高辛烷值等特性的汽油方面有著重要的作用，是汽油必不可少的調(diào)和成分。相對于其他的含氧化物而言，MTBE能夠更加有效地降低汽油的蒸汽壓，有效地提高其穩(wěn)定性。由于具有獨到的優(yōu)勢，也使得MTBE成為了全球發(fā)展最快的化工產(chǎn)品之一，生產(chǎn)工藝技術(shù)在近年得到了迅速發(fā)展。催化蒸餾技術(shù)生產(chǎn)MTBE的工藝具有流程簡潔、能耗較低、投資較低以及轉(zhuǎn)化率較高等特點，成為目前生產(chǎn)MTBE的重要技術(shù)之一。

1　催化蒸餾技術(shù)生產(chǎn)MTBE工藝介紹

首先將原料C4進行沉降分離，分離后的C4與甲醇進行混合，然后再送入預(yù)反應(yīng)器的頂部。C4組分與甲醇在預(yù)反應(yīng)器中進行反應(yīng)會生成MTBE以及相應(yīng)的副反應(yīng)產(chǎn)物，如DIB、DME、以及TBA等。再將反應(yīng)物進行加熱處理后送入催化蒸餾塔，蒸餾塔主要可以分為3個部分，上部分是精餾部分，中間部分是催化反應(yīng)部分，下部分是提餾部分。混合物中剩余的C4組分會繼續(xù)與甲醇進行反應(yīng)生成MTBE，MTBE在蒸餾塔內(nèi)會被不斷蒸餾出來，從而使得反應(yīng)呈現(xiàn)正向反應(yīng)，以有效利用原料，提高原料的轉(zhuǎn)化率。MTBE在蒸餾出后經(jīng)塔底流出，待冷卻后會被送往產(chǎn)品罐進行儲存。而未反應(yīng)的原料C4與甲醇經(jīng)塔頂流出，經(jīng)過冷凝再進入甲醇萃取塔下部，與經(jīng)萃取塔上部進入的萃取水進行混合。在發(fā)生分層現(xiàn)象后，萃余相不含有甲醇，為未反應(yīng)的C4，經(jīng)塔頂流出后被送往罐區(qū)儲存。而含有甲醇的水相則經(jīng)塔底流出，被送往甲醇回收塔，甲醇回收塔中甲醇與微量水會經(jīng)塔頂蒸餾出，水經(jīng)塔底流出，送往萃取塔循環(huán)使用。

2　MTBE催化蒸餾技術(shù)工業(yè)化應(yīng)用中的問題及對策

催化蒸餾技術(shù)與MTBE生產(chǎn)的其他工藝主要區(qū)別在于反應(yīng)蒸餾段，采用了邊分離邊反應(yīng)的多段分離和反應(yīng)技術(shù)，不斷打破合成反應(yīng)的平衡，使化學(xué)反應(yīng)向生成MTBE的方向進行。

（1）醚化反應(yīng)部分 醚化反應(yīng)系統(tǒng)是MTBE生產(chǎn)裝置的核心部分。該系統(tǒng)生產(chǎn)操作控制的關(guān)鍵性要素是醇烯比，以確保反應(yīng)器中異丁烯的轉(zhuǎn)化率高于98%，才能夠符合后序的反應(yīng)生產(chǎn)要求。丁二烯裝置在直供原料的時候，原料中的異丁烯含量處于不穩(wěn)定的狀態(tài)，使得醇烯比很難得到控制，這使得MTBE產(chǎn)品的質(zhì)量也難以被控制。

改善裝置區(qū)中原料供料的方式顯得尤為重要。目前生產(chǎn)上改變抽余C4由丁二烯裝置直供方式，改造為抽余C4原料先行送往罐區(qū)，再經(jīng)罐區(qū)送往MTBE裝置，使進料組分能夠保持相對穩(wěn)定，為獲得合格MTBE產(chǎn)品奠定基礎(chǔ)。同時裝置生產(chǎn)中采用在線儀表，在線儀表能夠使得操作人員及時了解異丁烯的含量，隨時進行調(diào)整，有效保證裝置穩(wěn)定運行和產(chǎn)品質(zhì)量。

（2）反應(yīng)精餾部分 由于存在較多的副反應(yīng)，在實際運行過程中會出現(xiàn)MTBE產(chǎn)品中的MSBE超標(biāo)的現(xiàn)象。因此，需要逐步地降低反應(yīng)塔內(nèi)的操作壓力，壓力的降低使得催化劑床層溫度下降，可以有效控制MSBE的含量。

依據(jù)設(shè)計的回流比，在原料中的異丁烯含量低于設(shè)計值時，催化劑床層中的C4濃度會過高，從而使得副反應(yīng)向生成MSBE 的方向進行。對此，需要通過降低反應(yīng)塔內(nèi)的回流比控制MTBE產(chǎn)品中的MSBE含量。同時依據(jù)對反應(yīng)精餾塔塔頂?shù)募状己康挠行Х治?，能夠使得操作人員及時了解催化劑床層中甲醇的濃度，及時補加甲醇。

（3）甲醇回收部分 甲醇回收部分是否操作得當(dāng)將直接影響到裝置是否能夠達到相關(guān)的環(huán)保指標(biāo)，在常壓環(huán)境，進行甲醇回收操作，其塔釜溫度與塔頂回流量的控制將取決于塔底和塔頂?shù)奈锪腺|(zhì)量。當(dāng)塔頂?shù)募状紳舛鹊陀?9.85%，既可以進行適當(dāng)?shù)慕禍?，又可以適當(dāng)?shù)奶岣呋亓鞯牧?。而?dāng)塔釜的水含甲醇超過 0.01%時，可以提高適當(dāng)?shù)臏囟取Ｔ谡麄€生產(chǎn)過程中需嚴(yán)格控制相關(guān)指標(biāo)，有效提高甲醇的回收率?？梢赃m當(dāng)?shù)靥岣咚此膲毫Γ黾友h(huán)洗滌水的流量，從而保證水洗的效果。同時，為去除系統(tǒng)中的雜質(zhì)，需要每周為水洗塔換水一次。

（4）其他問題 生產(chǎn)實踐中還存在如下問題。第一，MTBE產(chǎn)品中存在的雜質(zhì)較多。目前生產(chǎn)的MTBE平均純度只有98.5%，當(dāng)系統(tǒng)不穩(wěn)定出現(xiàn)波動的時候，產(chǎn)品的質(zhì)量很難得到有效的保證。第二，在冬季進行生產(chǎn)時，為了保護裝置，需要停止供應(yīng)脫鹽水，生產(chǎn)上水洗塔需要采用蒸汽凝液的方式進行補水，而凝液中存在的雜質(zhì)會聚集在水洗塔中，從而使得現(xiàn)場液位計出現(xiàn)被堵死的現(xiàn)象，導(dǎo)致水洗塔換水的頻率、換水的時間增加。

3　結(jié)語

催化蒸餾技術(shù)生產(chǎn)MTBE，在生產(chǎn)無鉛、含氧以及高辛烷值汽油方面具有優(yōu)勢，需要針對實際生產(chǎn)過程各環(huán)節(jié)存在的問題，穩(wěn)定控制反應(yīng)進料的醇烯比、反應(yīng)精餾的回流比、萃取塔的壓力等操作條件，并合理改進工藝路線，達到穩(wěn)定生產(chǎn)，提高MTBE產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量的目的，使催化蒸餾技術(shù)具有更大的競爭力，創(chuàng)造社會經(jīng)濟效益。

［1］于津修.MTBE催化蒸餾技術(shù)工業(yè)化應(yīng)用中出現(xiàn)的問題及對策［J］.化學(xué)工程師，2014，222（03）：50-52.

劉小雋（1968- ），女，碩士，副教授，從事石油化工生產(chǎn)與教學(xué)研究。