MTBE催化蒸餾技術工業化應用中的問題及對策

劉小雋（遼寧石化職業技術學院， 遼寧 錦州 121001）

MTBE催化蒸餾技術工業化應用中的問題及對策

劉小雋（遼寧石化職業技術學院， 遼寧 錦州 121001）

本文主要介紹了MTBE催化蒸餾技術工業化的應用，同時介紹了在工業化生產過程中應用催化蒸餾技術生產MTEB出現的問題，并提出相應的解決方案，使得生產的產品能夠達到相關質量要求。

MTBE；催化蒸餾；工業化

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合成的。MTBE的辛烷值較高（MON101，RONI17），故其在生產具備無鉛、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，有效地提高其穩定性。由于具有獨到的優勢，也使得MTBE成為了全球發展最快的化工產品之一，生產工藝技術在近年得到了迅速發展。催化蒸餾技術生產MTBE的工藝具有流程簡潔、能耗較低、投資較低以及轉化率較高等特點，成為目前生產MTBE的重要技術之一。

1　催化蒸餾技術生產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，然后再送入預反應器的頂部。C4組分與甲醇在預反應器中進行反應會生成MTBE以及相應的副反應產物，如DIB、DME、以及TBA等。再將反應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部分，下部分是提餾部分。混合物中剩余的C4組分會繼續與甲醇進行反應生成MTBE，MTBE在蒸餾塔內會被不斷蒸餾出來，從而使得反應呈現正向反應，以有效利用原料，提高原料的轉化率。MTBE在蒸餾出后經塔底流出，待冷卻后會被送往產品罐進行儲存。而未反應的原料C4與甲醇經塔頂流出，經過冷凝再進入甲醇萃取塔下部，與經萃取塔上部進入的萃取水進行混合。在發生分層現象后，萃余相不含有甲醇，為未反應的C4，經塔頂流出后被送往罐區儲存。而含有甲醇的水相則經塔底流出，被送往甲醇回收塔，甲醇回收塔中甲醇與微量水會經塔頂蒸餾出，水經塔底流出，送往萃取塔循環使用。

2　MTBE催化蒸餾技術工業化應用中的問題及對策

催化蒸餾技術與MTBE生產的其他工藝主要區別在于反應蒸餾段，采用了邊分離邊反應的多段分離和反應技術，不斷打破合成反應的平衡，使化學反應向生成MTBE的方向進行。

（1）醚化反應部分 醚化反應系統是MTBE生產裝置的核心部分。該系統生產操作控制的關鍵性要素是醇烯比，以確保反應器中異丁烯的轉化率高于98%，才能夠符合后序的反應生產要求。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定的狀態，使得醇烯比很難得到控制，這使得MTBE產品的質量也難以被控制。

改善裝置區中原料供料的方式顯得尤為重要。目前生產上改變抽余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，再經罐區送往MTBE裝置，使進料組分能夠保持相對穩定，為獲得合格MTBE產品奠定基礎。同時裝置生產中采用在線儀表，在線儀表能夠使得操作人員及時了解異丁烯的含量，隨時進行調整，有效保證裝置穩定運行和產品質量。

（2）反應精餾部分 由于存在較多的副反應，在實際運行過程中會出現MTBE產品中的MSBE超標的現象。因此，需要逐步地降低反應塔內的操作壓力，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。

依據設計的回流比，在原料中的異丁烯含量低于設計值時，催化劑床層中的C4濃度會過高，從而使得副反應向生成MSBE 的方向進行。對此，需要通過降低反應塔內的回流比控制MTBE產品中的MSBE含量。同時依據對反應精餾塔塔頂的甲醇含量的有效分析，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將直接影響到裝置是否能夠達到相關的環保指標，在常壓環境，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的物料質量。當塔頂的甲醇濃度低于99.85%，既可以進行適當的降溫，又可以適當的提高回流的量。而當塔釜的水含甲醇超過 0.01%時，可以提高適當的溫度。在整個生產過程中需嚴格控制相關指標，有效提高甲醇的回收率。可以適當地提高水洗塔的壓力，增加循環洗滌水的流量，從而保證水洗的效果。同時，為去除系統中的雜質，需要每周為水洗塔換水一次。

（4）其他問題 生產實踐中還存在如下問題。第一，MTBE產品中存在的雜質較多。目前生產的MTBE平均純度只有98.5%，當系統不穩定出現波動的時候，產品的質量很難得到有效的保證。第二，在冬季進行生產時，為了保護裝置，需要停止供應脫鹽水，生產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會聚集在水洗塔中，從而使得現場液位計出現被堵死的現象，導致水洗塔換水的頻率、換水的時間增加。

3　結語

催化蒸餾技術生產MTBE，在生產無鉛、含氧以及高辛烷值汽油方面具有優勢，需要針對實際生產過程各環節存在的問題，穩定控制反應進料的醇烯比、反應精餾的回流比、萃取塔的壓力等操作條件，并合理改進工藝路線，達到穩定生產，提高MTBE產品的產量和質量的目的，使催化蒸餾技術具有更大的競爭力，創造社會經濟效益。

［1］于津修.MTBE催化蒸餾技術工業化應用中出現的問題及對策［J］.化學工程師，2014，222（03）：50-52.

劉小雋（1968- ），女，碩士，副教授，從事石油化工生產與教學研究。