MTBE合成装置醚后C中甲醇和二甲醚含量高的原因分析及对策.docVIP

MTBE合成装置醚后C4中甲醇和二甲醚含量高的 原因分析及对策 王华槟，刘春胜 （中国石化北京燕山石油化工有限公司，北京102503） 摘要 分析北京燕山石油化工有限公司MTBE 合成装置醚后C4 中甲醇及二甲醚含量高的原因，通过采取更换甲醇萃取塔、用MTBE 裂解装置甲醇回收塔替代MTBE 合成装置的甲醇回收塔、提高催化剂活性、用近红外在线分析仪准确控制反应的进料醇烯比等措施，醚后C4 中甲醇及二甲醚含量从1 000 μg/g 以上分别降低到甲醇含量不大于50 μg/g、二甲醚含量不大于500 μg/g，可满足下游装置烷基化生产的需要。 关键词：MTBE 甲醇 萃取 二甲醚 措施 1 前 言 北京燕山石油化工有限公司MTBE 合成装置是以DMF 抽提丁二烯和乙腈抽提丁二烯装置的提余液（混合C4）或炼油厂气体分馏装置的C4 馏分和甲醇作为原料。C4 中的异丁烯与甲醇发生醚化反应生成MTBE（甲基叔丁基醚）。产品MTBE用于生产高纯度异丁烯，或作为高标号汽油生产中提高辛烷值的添加剂，醚化反应中过剩的甲醇被回收使用。醚化反应后的混合C4 被称为醚后C4，其主要组分为异丁烷、正丁烷、正丁烯、顺-2-丁烯、反-2-丁烯及少量丁二烯。2005 年以前该公司醚后C4 作为民用液化气；2005 年起，醚后C4作为炼油厂烷基化装置的生产原料，生产高辛烷值汽油组分——烷基化油。二甲醚和甲醇是烷基化过程中耗酸的主要杂质，并且会降低烷基化油的收率和辛烷值[1]。本课题在对北京燕山石油化工有限公司MTBE 合成装置醚后C4 中甲醇及二甲醚含量高的问题进行分析的基础上，提出降低醚后C4 中甲醇及二甲醚含量的有效措施，以满足下游装置烷基化生产的需要。 2 MTBE 合成装置流程及现状 在MTBE 合成装置中，原料C4 和甲醇进入反应器，在大孔强酸性阳离子树脂催化剂的作用下，C4 中的异丁烯与甲醇发生醚化反应，生成MTBE。反应后的物料包括过剩甲醇、醚后C4、产品MTBE、副产物二甲醚、C8、MSBE（甲基仲丁基醚）、叔丁醇等，被送往共沸蒸馏塔分离。在共沸收稿日期：2009-08-03；修改稿收到日期：2009-11-13。作者简介：王华槟（1980—），工程师，现从事生产技术工作。2008 年获国家级优秀QC 成果奖，曾在公开刊物上发表论文1 篇。蒸馏塔底部流出纯度为98% 以上的MTBE 粗产品。粗MTBE 送入MTBE 精馏塔进一步分离，可得到高纯度的MTBE 精产品。在共沸蒸馏塔内甲醇与醚后C4 形成的共沸物从塔顶排出并送往甲醇萃取塔。在甲醇萃取塔中，以水为萃取剂，将醚后C4 中的甲醇萃取，将形成的甲醇水溶液送进甲醇回收塔进行甲醇回收。甲醇回收塔底的水返回甲醇萃取塔，作为萃取水循环使用。而醚后C4 则从甲醇萃取塔顶采出，并送往炼油厂，作为烷基化装置的生产原料。装置流程示意见图1。2005 年MTBE 合成装置醚后C4 中甲醇和二甲醚的含量见表1。从表1 可以看出，醚后C4 中甲醇和二甲醚的含量都在1 000 μg/g 以上，有时甚至超过10 000 μg/g。而生产要求醚后C4 中甲醇含量 不大于100 μg/g ，二甲醚含量不大于500 μg/g。因此应采取措施降低醚后C4 中甲醇和二甲醚的含量。 3 影响醚后C4 中甲醇含量的因素分析 3.1 甲醇萃取塔的萃取水量 甲醇与水是完全互溶的。在进料负荷和进料中的甲醇含量一定时，甲醇萃取塔的萃取水量越大，萃余相醚后C4 中的甲醇量越小[2]，但萃取水量增加时，甲醇回收塔的处理负荷也随之增加。因此，如果萃取水量过大将造成甲醇回收塔的处理加工工艺负荷超过其最大处理能力，导致甲醇回收塔返回甲醇萃取塔的萃取水中甲醇含量高，不利于萃取水对醚后C4 中甲醇的充分萃取。相反，萃取水量越小，萃余相醚后C4 中的甲醇含量就会偏大，达不到指标要求。因此需要通过改变萃取水量的实验确定提高甲醇萃取塔的萃取效果、使醚后C4 中甲醇含量降低的萃取水量。 表1 2005 年MTBE 合成装置醚后C4 中甲醇与二甲醚的含量 3.2 甲醇回收塔的灵敏板温度 MTBE 合成装置甲醇回收塔是一个甲醇和水双组分高纯度分离的常压精馏塔。该塔为两段填料，灵敏板位于中部偏上。在塔内，由于甲醇挥发度比水大，提高甲醇回收塔灵敏板温度能降低从甲醇回收塔釜返回甲醇萃取塔的萃取水中甲醇的含量，进而可以使萃取水在萃取塔内充分萃取醚后C4中的甲醇，使醚后C4 中甲醇含量降低。但在常压操作时，如果灵敏板温度高于90 ℃，容易使塔顶甲醇中的水含量超标。因此，将甲醇回收塔的灵敏板温度从75 ℃逐渐提高到90 ℃，考察甲醇回收塔的灵敏板温度对醚后C4 中甲醇含量的影响。 3.3 甲醇萃取塔的处理能力 北京燕山石油化工有限公司MTBE 合成装置的醚后C4 是从2005