CN103570509B - 异丁烷的脱氢制甲基叔丁基醚和烷烃液化气的方法 - Google Patents

异丁烷的脱氢制甲基叔丁基醚和烷烃液化气的方法 Download PDF

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Abstract

异丁烷的脱氢制甲基叔丁基醚和烷烃液化气的方法，属于异丁烷制备甲基叔丁基醚的方法，所述的方法包含异丁烷脱氢、甲基叔丁基醚的制备、醚后碳四加氢精制及PSA单元。本发明通过上述技术特征，达到了如下有益效果：投资低、原料单耗低、技术可靠。

Description

异丁烷的脱氢制甲基叔丁基醚和烷烃液化气的方法
技术领域
本发明属于异丁烷制备甲基叔丁基醚的方法，具体说是异丁烷的脱氢制甲基叔丁基醚和烷烃液化气的方法。
背景技术
异丁烷制备甲基叔丁基醚主要分加氢预处理法、吸附预处理法及异丁烷脱氢法。
加氢预处理技术为预加氢精制就是通过加氢精制的方法将脱氢原料所含的硫、氮、氯、氧、金属和烯烃等杂质除去，其中硫、氮、氯、氧通过加氢转化为H2S、NH3、HCl和H2O从原料中脱除，烯烃通过加氢变成饱和烷烃，金属有机物通过加氢分解，最后金属吸附在催化剂的表面从而从原料中脱除。处理后水含量＜5ppm，硫含量＜0.5 ppm、氮含量＜0.5 ppm ，氯（Cl）含量＜0.5 ppm，砷（As）＜1ppb，铅（Pb）＜10 ppb，铜（Cu）＜10 ppb反应温度320℃，反应压力2.65MPa。目前，大部分连续重整装置均采用预加氢处理技术脱除原料中的杂质。此工艺的主要优缺点是：其操作简单、稳定，运行周期长；工艺流程短，能耗低，占地面积小；产品收率高，物料损耗较小；对原料的容忍性较好，可承受原料中较高含量的氯、氮和硫等杂质。缺点：加氢处理工艺操作压力较高，伴随酸性废水的产生，需要对酸性废水进行处理，对设备材质要求较高。
吸附预处理技术是通过吸附剂的物理吸收和化学吸附等方法，将原料中的硫、磷、氮、氧、砷等杂质吸附脱除，减少对下游催化剂的影响。此工艺的主要优缺点是：优点是操作温度、压力较低，反应条件温和。缺点是由于杂质种类较多，吸附剂的选取和再生方式的不同，吸附工艺流程较长，反应器台数多，能耗高，占地面积大，吸收剂的回收处理难度大。
发明内容
为了解决上述问题，本发明旨在提供一种排污少，对设备要求低，制备过程产生杂质少，工艺流程短且简单，运用设备少，占地面积小，反应过程需要的压力小，节约能源的异丁烷的脱氢制甲基叔丁基醚和烷烃液化气的方法。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
异丁烷的脱氢制甲基叔丁基醚和烷烃液化气的方法，作为本发明的技术特征，所述的方法包含以下一个步骤：
⑴.异丁烷脱氢：将异丁烷输送至脱氢产物换热器，换热后进入加热炉加热至610℃~630℃进入三段移动床脱氢反应器；每段反应器之前均由加热炉将反应物加热至610℃~630℃；脱氢后，将反应产物输送至接触冷却塔，冷却至48℃~53℃时，进入透平压缩机增压，增压后的反应产物经冷却后进入干燥床干燥，干燥过程由两台干燥床切换进行干燥，干燥后的的高压反应产物输送至冷冻分离系统，高压气体经过透平膨胀机对外做功，反应产物为含有丁烷的异丁烯液体混合物和氢气与干气的混合气体；
⑵.甲基叔丁基醚的制备：经异丁烷脱氢产出的含丁烷的异丁烯混合液与甲醇按1.03:1的比例混合后进入醚化反应器进行醚化反应，温度为50℃~60℃，压力为1.0kgf/cm2，反应后，将产物输送至催化精馏塔，并在精馏塔内补充部分甲醇，生成产物甲基叔丁基醚；催化精馏塔顶部采出的醚后碳四含有少量反应剩余甲醇送到甲醇水洗塔进行水洗，水洗塔顶液化气被脱掉甲醇后生成醚后碳四输送至醚后碳四加氢精制单元；
⑶. 醚后碳四加氢精制：醚后碳四与加氢产物进行换热，换热后输送至加热炉加热至280~320℃输送至加氢反应器加入钴、钼催化剂进行反应，反应产物经降温，冷凝至38℃~45℃后，生成产物为含氢烷烃气体，含氢烷烃经压缩机加压，生成含氢烷烃液化气。
作为本发明的技术特征，甲基叔丁基醚的制备过程中水洗塔底部采出含醇水送入甲醇回收塔，塔顶回收甲醇送入甲醇原料罐，塔底水溶液降温后送到水洗塔顶。
作为本发明的技术特征，醚后碳四加氢精制环节产出的含氢烷烃液化气输送至碳四脱氢塔，塔顶采出的C3、C2、C1混合气（干气）体输送至燃气管网，塔底采出的一部分烷烃输送至异丁烷脱氢装置，另一部分输送至丁烷正构装置。
作为本发明的技术特征，异丁烷脱氢环节产出的含干气的氢气采用变压吸附法，经三级压缩机加压后输送至多级变压吸附床，气体经变压吸附分离后产出的高纯度氢气部分送去醚后碳四加氢精制单元作为氢原料，剩余氢作为产品采出，副产少量干气输送至燃气管网。
本发明通过上述技术特征，达到了如下有益效果：
投资低，确保单位异丁烯产品成本最低。采用高活性催化剂，使反应器尺寸小、占地少、空间面积小，反应器正压的设计以及独特的集成冷箱分离系统，显著降低了反应器工段和压缩设备的成本；
原料单耗低，异丁烷脱氢技术最显著的节约经营成本的优势是较高原料的利用率。Oleflex技术采用高选择性的铂催化剂，Oleflex催化剂性能稳定，在催化剂的寿命期限内，提供了较高的原料利用率，最大限度地减少原料和催化剂的成本，Oleflex催化剂在异丁烷脱氢项目的寿命长达8年；
技术可靠，催化脱氢装置可以连续运作，而且正压力的热壁反应器设计使其具有特殊的可靠性优势，采用多个连续重整装置，连续操作、负荷均匀、反应器截面上的催化活性不变，可以确保反应器流出物稳定且组分不变。
附图说明
图为本发明异丁烷的脱氢制甲基叔丁基醚和烷烃液化气的方法流程图。
具体实施方式
异丁烷的脱氢制甲基叔丁基醚和烷烃液化气的方法，所述的方法包含以下一个步骤：
⑴.异丁烷脱氢：将异丁烷输送至脱氢产物换热器，换热后进入加热炉加热至610℃~630℃进入三段移动床脱氢反应器；每段反应器之前均由加热炉将反应物加热至610℃~630℃；脱氢后，将反应产物输送至接触冷却塔，冷却至48℃~53℃时，进入透平压缩机增压，增压后的反应产物经冷却后进入干燥床干燥，干燥过程由两台干燥床切换进行干燥，干燥后的的高压反应产物输送至冷冻分离系统，高压气体经过透平膨胀机对外做功，反应产物为含有丁烷的异丁烯液体混合物和氢气与干气的混合气体；
⑵.甲基叔丁基醚的制备：经异丁烷脱氢产出的含丁烷的异丁烯混合液与甲醇按1.03:1的比例混合后进入醚化反应器进行醚化反应，温度为50℃~60℃，压力为1.0kgf/cm2，反应后，将产物输送至催化精馏塔，并在精馏塔内补充部分甲醇，生成产物甲基叔丁基醚；催化精馏塔顶部采出的醚后碳四含有少量反应剩余甲醇送到甲醇水洗塔进行水洗，水洗塔顶液化气被脱掉甲醇后生成醚后碳四输送至醚后碳四加氢精制单元；
⑶. 醚后碳四加氢精制：醚后碳四与加氢产物进行换热，换热后输送至加热炉加热至280~320℃输送至加氢反应器加入钴、钼催化剂进行反应，反应产物经降温，冷凝至38℃~45℃后，生成产物为含氢烷烃气体，含氢烷烃经压缩机加压，生成含氢烷烃液化气。
所述的甲基叔丁基醚的制备过程中水洗塔底部采出含醇水送入甲醇回收塔，塔顶回收甲醇送入甲醇原料罐，塔底水溶液降温后送到水洗塔顶。
所述的醚后碳四加氢精制环节产出的含氢烷烃液化气输送至碳四脱氢塔，塔顶采出的C3、C2、C1混合气（干气）体输送至燃气管网，塔底采出的一部分烷烃输送至异丁烷脱氢装置，另一部分输送至丁烷正构装置。
所述的异丁烷脱氢环节产出的含干气的氢气采用变压吸附法，经三级压缩机加压后输送至多级变压吸附床，气体经变压吸附分离后产出的高纯度氢气部分送去醚后碳四加氢精制单元作为氢原料，剩余氢作为产品采出，副产少量干气输送至燃气管网。
实施例：
总物料平衡表
 异丁烷脱氢单元物料平衡表
MTBE单元物料平衡表
 醚后碳四加氢精制单元物料平衡表
PSA单元物料平衡表

Claims (1)

1.异丁烷的脱氢制甲基叔丁基醚和烷烃液化气的方法，其特征在于，所述的方法包含以几个步骤：
⑴.异丁烷脱氢：将异丁烷输送至脱氢产物换热器，换热后进入加热炉加热至610℃~630℃进入三段移动床脱氢反应器；每段反应器之前均由加热炉将反应物加热至610℃~630℃；脱氢后，将反应产物输送至接触冷却塔，冷却至48℃~53℃时，进入透平压缩机增压，增压后的反应产物经冷却后进入干燥床干燥，干燥过程由两台干燥床切换进行干燥，干燥后的高压反应产物输送至冷冻分离系统，高压气体经过透平膨胀机对外做功，反应产物为含有丁烷的异丁烯液体混合物和氢气与干气的混合气体；异丁烷脱氢环节产出的含干气的氢气采用变压吸附法，经三级压缩机加压后输送至多级变压吸附床，气体经变压吸附分离后产出的高纯度氢气部分送去醚后碳四加氢精制单元作为氢原料，剩余氢作为产品采出，副产少量干气输送至燃气管网；
⑵.甲基叔丁基醚的制备：经异丁烷脱氢产出的含丁烷的异丁烯混合液与甲醇按1.03:1的比例混合后进入醚化反应器进行醚化反应，温度为50℃~60℃，压力为1.0kgf/cm2，反应后，将产物输送至催化精馏塔，并在精馏塔内补充部分甲醇，生成产物甲基叔丁基醚；催化精馏塔顶部采出的醚后碳四含有少量反应剩余甲醇送到甲醇水洗塔进行水洗，水洗塔顶液化气被脱掉甲醇后生成醚后碳四输送至醚后碳四加氢精制单元；甲基叔丁基醚的制备过程中水洗塔底部采出含醇水送入甲醇回收塔，塔顶回收甲醇送入甲醇原料罐，塔底水溶液降温后送到水洗塔顶；
⑶. 醚后碳四加氢精制：醚后碳四与加氢产物进行换热，换热后输送至加热炉加热至320℃输送至加氢反应器加入钴、钼催化剂进行反应，反应产物经降温，冷凝至38℃~45℃后，生成产物为含氢烷烃气体，含氢烷烃经压缩机加压，生成含氢烷烃液化气。
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