CN101367696B - 一种甲基叔丁基醚尾气回收甲醇的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种MTBE尾气回收甲醇的方法。其步骤是将MTBE尾气通入至吸收-蒸馏塔的吸收-蒸馏段下部，溶剂从吸收-蒸馏段上部进入，MTBE尾气与溶剂在吸收-蒸馏段内进行逆向接触，吸收了杂质的富溶剂从底部离开吸收-蒸馏段，去MTBE醚化反应器；净化后的尾气从顶部流出。本发明用有机溶剂吸收甲醇代替了水吸收甲醇，系统中避免了水的带入，大大缩短了工艺流程，解决了长期困扰装置的尾气含量过高造成装置酸耗过高的问题。使用本发明回收甲醇后的MTBE尾气中甲醇含量控制10ppm以下；净化后碳四的杂质含量在100ppm～1ppm。

Description

一种甲基叔丁基醚尾气回收甲醇的方法
技术领域
本发明涉及一种液态烃类吸收-蒸馏回收甲醇的方法，特别是一种炼厂MTBE尾气分离去杂质的工艺。 
背景技术
甲基叔丁基醚(MTBE)-烷基化油联合生产装置采用国内外典型的汽油高辛烷值生产流程：FCC装置获得的C4馏分首先进入MTBE装置，异丁烯与甲醇醚化生成MTBE，剩余的C4进入烷基化装置，其中的异丁烷与丁烯发生烷基化反应生成工业异辛烷，即烷基化油。在MTBE的生产过程中，从脱碳四塔顶流出的碳四(醚化尾气)中带有1～2％的甲醇，通过水洗的方式回收过量的甲醇，回收甲醇进入醚化塔继续参加反应。经水洗回收甲醇后，水被带入碳四，在尾气进烷基化装置之前，用分子筛脱除尾气夹带的水分。 
发明内容
本发明的目的在于提供一种MTBE尾气回收甲醇方法，用有机溶剂将MTBE尾气中含有的甲醇比较完全的吸收，吸收的富溶剂返回到MTBE醚化反应器，其中的甲醇继续参加反应。 
本发明的目的是通过以下技术方案来实现： 
一种MTBE尾气回收甲醇的方法，将MTBE尾气通入至吸收-蒸馏塔的吸收-蒸馏段下部，溶剂从吸收-蒸馏段上部进入，MTBE尾气与溶剂在吸收-蒸馏段内进行逆向接触，吸收了杂质的富溶剂从底部离开吸收-蒸馏段，去MTBE醚化反应器；净化后的尾气从顶部流出；其中吸收-蒸馏段段顶温度t1控制在45℃～60℃；回收碳四尾气流进口温度t0控制在45℃～70℃；段顶压力为0.35Mpa～0.65Mpa，吸收-蒸馏塔的吸收-蒸馏段底温度控制在70℃～135℃；溶剂回收碳四质量比R为0.1～5.0；理论板数为15～40块。 
本发明工艺的核心是选择合适的有机溶剂(或称吸收剂)，选择的溶剂应当 在蒸馏操作中起液相回流的作用，在吸收操作中发挥吸收剂的作用，而且要求当溶剂进入到醚化反应器后，对甲醇和异丁烯的醚化反应无不良影响。 
该溶剂性能的优劣直接影响操作效率，因此，本发明首要任务是选择适宜的溶剂。从吸收理论上讲，只要一种液体的蒸汽压低于所要回收的溶质蒸汽压，而且能与该溶质互溶，则该液体就可作为吸收剂。从本发明目的出发，需要兼顾蒸馏和吸收作用，溶剂应具备对甲醇有较大的溶解度，相对于MTBE尾气(碳四)有明显低的挥发度、化学稳定性好、不影响醚化反应且能够添加在汽油中等特点。综合考虑上述诸多因素，本发明选择溶剂为沸点在65℃～240℃内的有机溶剂为醚类、或酮类、或芳烃。上述的醚类为甲基叔丁基醚(MTBE)，酮类为甲乙酮，芳烃为甲苯，或二甲苯。本发明优选的溶剂是MTBE。MTBE是本装置的产品，以它为溶剂有着许多便利之处。 
在MTBE尾气回收甲醇过程中，影响甲醇回收效果e的吸收-蒸馏段操作变量包括：吸收-蒸馏段段顶段顶压力P和尾气流进口温度t0，P和t0必须匹配，才能够实现高效的分离。适宜的吸收-蒸馏段段顶压力P范围控制在0.35Mpa～0.65Mpa，优选的吸收-蒸馏段段顶段顶压力P范围控制在0.40Mpa～0.55Mpa，最佳吸收-蒸馏段段顶段顶压力P范围控制在0.45Mpa～0.50Mpa；适宜的尾气流进口温度t0为45℃～70℃，优选的尾气流进口温度t0为50℃～65℃，最佳的尾气流进口温度t0为55℃～60℃。 
除此，尾气流进口温度t0和吸收-蒸馏段顶温度t1在MTBE尾气回收甲醇过程中为两个操作变量。吸收-蒸馏段顶温度t1，即溶剂进口温度，t1的高低不仅影响甲醇的回收效果，而且决定了尾气中的MTBE量，也影响净化脱杂质的效果。在尾气流进口温度t0一定的条件下，提高t1，溶剂对杂质的溶解度增加，甲醇回收效果e提高，然而蒸馏作用却因t0和t1之间的温度梯度减小而降低，所以，尾气流进口温度t0须对应吸收-蒸馏段顶温度t1，一般范围是：t0控制在40℃～70℃，t1控制在40℃～65℃；尾气流进口温度t0对应吸收-蒸馏段顶温度t1优选范围是：t0控制在45℃～70℃，t1控制在40℃～65℃；尾气流进口温度t0对应吸收-蒸馏段顶温度t1最佳范围是：t0控制在55℃～60℃，t1控制在50℃～55℃。 
另外，操作变量溶剂与碳四的质量比R和工艺参数吸收-蒸馏段理论板数N，是通过以e表示的净化效果、投资与能耗三者之间的协调优化确定的。提高R和增加N，都能够改善净化效果，降低出口的杂质含量，然而R和N的增加，净化效果呈非线性提高：在较低水平时，随着两者提高，e开始迅速提高，其后增速减缓，迅速提高，直至e几乎不再改善，因此两者是根据工艺要求，协调确定的。所以，在MTBE尾气回收甲醇过程中，溶剂与碳四的质量比R最佳选择为0.5～2.0；理论板数N最佳采用为20～25块。 
在以上条件范围内选择工艺参数和操作变量，尾气中的甲醇含量在100ppm～1ppm，甚至小于1ppm。 
当采用吸收-蒸馏塔时，其吸收-蒸馏段段顶温度即为塔顶温度，段顶压力即为塔顶压力，段底温度即为塔釜温度。 
本发明的优点和产生的有效效果是： 
本发明用有机溶剂吸收甲醇代替了水吸收甲醇，系统中避免了水的带入，大大缩短了工艺流程，而且回收甲醇后的MTBE尾气中甲醇含量控制10ppm以下。创造一个碳四处于气相，杂质处于液相的分离环境，从而获得吸收和蒸馏结合的分离效果。使用本发明的从液态烃类馏分中除去杂质的方法，净化后碳四的杂质含量在100ppm～1ppm。 
MTBE尾气回收甲醇工艺的发明解决了长期困扰装置的尾气含量过高造成装置酸耗过高的问题，从而提高了装置的经济效益，具有重大意义和广阔的应用前景。 
附图说明
图1是MTBE尾气回收甲醇工艺装置图 
具体实施方式
实施例 
所处理的MTBE尾气是指甲醇和异丁烯生产MTBE时反应产生的尾气，以MTBE为溶剂，采用图1所示装置。 
其中脱杂质塔，材质：1Cr18Ni9Ti 
塔径：φ50    塔板数：15 
碳四从塔底部加入，温度：64℃ 
溶剂/回收碳四质量比(R)＝0.5，1.0，1.5 
塔顶操作压力：0.55MPa 
塔顶温度：48℃ 
塔釜温度：80℃ 
回流比：2.5 
尾气(A)和其中的甲醇(B)以气相形式进入吸收-蒸馏塔3，与自上而下的液态MTBE接触，在吸收-蒸馏塔3内，气液两相之间发生质量交换，发生了蒸馏过程。吸收操作采用引入吸收剂(S)来形成两相系统，依靠A和B在S的溶解度不同来实现分离。其过程是：采集来MTBE装置醚化反应尾气，由泵1打入加热器2经加热后从吸收-蒸馏段下部入塔，来自本装置的产品MTBE从该段上部进入，两者在吸收-蒸馏段进行逆向接触，依靠溶解度差和沸点差，甲醇逐渐进入下降的MTBE流，吸收了甲醇的富溶剂从底部离开吸收-蒸馏塔，进入接受罐；净化后的尾气(含正丁烷、异丁烷、丁烯-1、顺丁烯-2和反丁烯-2)从顶部离开。 
表1吸收-蒸馏回收甲醇实验 
实施试验连续进行，按照不同溶剂进料质量比(MEK：碳四)R，进行三 次，分别是R＝0.5，R＝1.0，R＝1.5，其余操作条件均固定不变。试验装置启动以后，经过4小时运转，装置达到稳定以后，开始计时、取样，每次试验均进行100小时，其间每8小时采样分析一次。考察的目标为净化碳四杂质总含量wout和杂质脱除效率e，试验结果见表1。从表1可以看到在R＝0.5，R＝1.0，R＝1.5条件下，净化碳四的残余杂质平均含量分别为166ppm、34ppm和小于1ppm。 

Claims (6)

1.一种甲基叔丁基醚尾气回收甲醇的方法，其特征在于，将甲基叔丁基醚尾气通入至吸收-蒸馏塔(3)的吸收-蒸馏段下部，有机溶剂甲基叔丁基醚、或甲乙酮、或甲苯，或二甲苯从吸收-蒸馏段上部进入，甲基叔丁基醚尾气与甲基叔丁基醚、或甲乙酮、或甲苯，或二甲苯在吸收-蒸馏段内进行逆向接触，吸收了杂质的富溶剂从底部离开吸收-蒸馏段，去甲基叔丁基醚醚化反应器；净化后的尾气从顶部流出；其中吸收-蒸馏段段顶温度t1控制在40℃～65℃；回收碳四尾气流进口温度t0控制在40℃～70℃；段顶压力为0.35Mpa～0.65Mpa，段底温度控制在70℃～135℃；溶剂回收碳四质量比值R为0.1～5.0；理论板数为15～40块。 
2.根据权利要求1所述的一种甲基叔丁基醚尾气回收甲醇的方法，其特征在于，吸收-蒸馏段段顶压力P为0.35Mpa～0.65Mpa，尾气流进口温度t0为45℃～70℃。 
3.根据权利要求1所述的一种甲基叔丁基醚尾气回收甲醇的方法，其特征在于，吸收-蒸馏段段顶压力P为0.40Mpa～0.55Mpa，尾气流进口温度t0为50℃～65℃。 
4.根据权利要求1所述的一种甲基叔丁基醚尾气回收甲醇的方法，其特征在于，吸收-蒸馏段段顶压力P为0.45Mpa～0.50Mpa，尾气流进口温度t0为55℃～60℃。 
5.根据权利要求1所述的一种甲基叔丁基醚尾气回收甲醇的方法，其特征在于，尾气流进口温度t0为50℃～65℃，吸收-蒸馏段顶部温度t1为45℃～60℃。 
6.根据权利要求1所述的一种甲基叔丁基醚尾气回收甲醇的方法，其特征在于，尾气流进口温度t0为55℃～6Q℃，吸收-蒸馏段顶部温度t1为50℃～55℃。 
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