CN108047002B - 一种利用醚后碳四生产得到的mtbe组分和液化气及其制备方法 - Google Patents

一种利用醚后碳四生产得到的mtbe组分和液化气及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种利用醚后碳四生产得到的MTBE组分和液化气及其制备方法，属于石油化工技术领域，包括以下组分，MTBE组分包括MTBE、ETBE、芳烃、烷烃、烯烃，液化气包括C3和C4，本发明包括反应系统、产物冷凝系统和产物回收系统，其中反应系统包括反应原料预处理装置、反应原料预加热装置和反应器，反应原料为醚后碳四、甲醇和乙醇，主要利用醚后碳四经过反应后，通过产物分液罐分析，吸收解吸塔及稳定塔分离后得到本发明的液化气及MTBE组分。本发明有益效果为：利用醚后碳四和甲醇及乙醇为原料，充分利用原料，减少产物污染，得到的产品MTBE组分相比现有技术具在催化剂及石油生产中效果更好性能，得到的产品液化气烯烃含量较低，可以做为燃气使用。

Description

一种利用醚后碳四生产得到的MTBE组分和液化气及其制备 方法
技术领域
本发明公开了一种利用醚后碳四生产得到的MTBE组分和液化气及其制备方法，属于石油化工技术领域。
背景技术
MTBE也叫甲基叔丁基醚,是一种汽油中的组分,因为MTBE辛烷值高、抗爆性好(抗爆性就是体积压缩到足够小的时候才会燃烧,这样放出的能量大,转化的机械能也就大),为了提高汽油的辛烷值(提高汽油的标号)炼油厂会在大多数的汽油中添加MTBE。
现有技术中，申请号为CN200810143656.3的专利披露一种由碳四与甲醇生产高纯度MTBE的方法，该方法含异丁烯的碳四、甲醇发生反应，反应之后的产物经过共沸回流，粗产品经过分离经过塔釜得到MTBE产品，但该生产方法的原料经过反应后产生的醚后碳四等副产品造成了很大的浪费，且该发明中利用的原料不能充分利用，造成原料的浪费，得到的产品的催化性能等也不是很高，不能得到更好的产品，不利于节约成本。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明根据现有技术的不足，提供了一种利用醚后碳四生产得到的MTBE组分和液化气及其制备方法，能够充分利用原料，节约成本，本发明的技术方案如下：
一种利用醚后碳四生产得到的MTBE组分和液化气，包括以下组分， MTBE组分和液化气，其中MTBE组合物包括MTBE、ETBE、芳烃、烷烃、烯烃，所述液化气包括C3和C4。
优选的，上述芳烃碳原子数为C6-C10，所述烷烃的分子数为C5-C12。
优选的，上述MTBE组分中包括5%MTBE、6%ETBE、33%芳烃、54%烷烃、2%烯烃，所述液化气为80%-90%C3和10%-20%C4。
本发明产品的制备方法，包括以下步骤：
（1）反应阶段：反应原料首先经过反应系统得到产物，所述反应系统包括反应原料预处理装置、反应原料预加热装置和反应器，所述反应原料为醚后碳四、醇和乙醇，所述反应原料预处理装置包括压力泵及原料缓冲罐，所述反应原料预加热装置包括换热器和加热炉；
（2）产物处理：步骤（1）得到的产物经过产物冷凝系统和产物回收系统，所述产物冷凝系统包括产物分液罐，与产物分液罐连接的压缩机和凝液罐，所述产品回收系统包括与凝液罐连接的吸收解吸塔和稳定塔，所述产物分液罐与稳定塔之间有泵及与泵连接的稳定塔换热器，所述稳定塔换热器之后连接有冷却器和与稳定塔连接的再沸器，所述产物经过产物分液灌及压缩机处理后得到富气和液体液化气；
（3）液体液化气的吸收解析：所述步骤（2）中进入吸收解析塔中的液体液化气经过再沸处理形成不凝气即干气和初级液化气，所述干气进入步骤（1）中的预加热系统做燃料，所述初级液化气经冷凝进入稳定塔换热器；
（4）进入稳定塔换热器中的步骤（3）中的初级液化气直接进入稳定塔或经过再沸器后进入稳定塔，经处理后得到最终液化气，步骤（2）中的液体混合物经冷却器冷却出来后得到MTBE组分。
上述步骤（1）中的反应产物经过反应原料预处理装置，其中的甲醇和乙醇以混合液形式与醚后碳四混合，最终进入原料缓冲罐；所述进入原料缓冲罐中的反应原料直接进入反应器，或经反应原料预加热装置后进入反应器进行反应生成产物，生成的产物包括METE组分及液化气混合物；
上述（2）产物处理：步骤（1）生成的产物进入产物分液灌；经过产物分液灌的产物经处理得到液化气混合物和液体混合物两部分，所述液化气混合物经压缩机抽气分离后得到富气和液体液化气，所述富气经步骤（1）中预加热系统后进入反应器循环利用，所述液体液化气进入吸收解析塔，所述液体混合物经稳定塔换热器后，直接进入稳定塔。
优选的，上述步所述压缩机与凝液罐之间有水冷器，所述凝液罐与吸收解吸塔通过泵连接，所述步骤（2）中的液体液化气依次经过水冷器和凝液器到达吸收解吸塔，反应原料即醚后碳四、甲醇、乙醇用料体积比为18/1/1。
优选的，上述步骤（1）中的液化气混合物包括氢气、剩余的反应原料及原子数为小于5的烷烃，富气为醚后碳四、甲醇、乙醇的混合物，所述初级液化气为碳原子数包括小于5的烷烃和氢气，所述最终液化气为碳原子数包括小于5的烷烃，所述步骤（2）的液体混合物包括METE组分，所述步骤（3）中的干气为氢气和碳原子数小于3的烷烃。
优选的，上述步骤（1）预加热系统包括换热器和加热炉，所述反应原料先后经过换热器和加热炉，经换热器的温度由70-90 ℃变为120-130℃，所述反应原料经过加热炉的温度由120-130℃变为280-415℃，反应原料进入反应器反应的温度为280-415℃，压力为0.2-0.6MPa。
优选的，上述吸收解析塔中的塔顶温度为35-45℃，塔底温度为90-110℃，压力为0.90-1.00MPa；稳定塔的塔顶温度为35-45℃，塔底温度为100-110℃，压力为0.70-0.90MPa。
经过实践，本发明上述步骤（1）中反应器中利用了催化剂γ型催化剂，γ型催化剂为金属或金属络合物催化剂，通过分子筛满足反应物之间充分的接触，反应迅速，得到的产物中的MTBE组分中包括5%MTBE、6%ETBE、33%芳烃、54%烷烃、2%烯烃，这种组合与现有技术中的单纯MTBE相比，具有更好的催化性能，应用到石油生产领域产物更高，效果明显更好；反应产物在原料缓冲罐中，可以直接进入反应器，也可以经应原料预加热装置处理后进入反应器，这两种方式利用对温度进行控制，因为经过反应原料预加热装置处理后温度固定了不能调节，可以通过将反应原料直接进入反应器调节，灵活方便。
在本发明的使用方法的步骤中，进入每个装置前，物质都可以经过泵来进行控制进入装置。
本发明步骤（2）中产生的富气能回收的反应产物预处理阶段利用，步骤（3）中的干气进入步骤（1）中的预加热系统做燃料，避免不必要的反应原料浪费。
本发明利用醚后碳四和甲醇及乙醇反应得到产物，其中醚后碳四中的异丁烯与甲醇反应得到MTBE，异丁烯和乙醇反应得到ETBE，丁烯缩聚反应形成碳原子数大于8的芳烃，克服现有技术中利用普通碳四与甲醇反应产生副产物多的缺点，在现有技术中一种由碳四与甲醇生产中产生的中间物醚后碳四，本发明充分利用醚后碳四并利用本发明的制备方法得到产品，达到更好的应用效果。
经过本方法得到的产物MEBE组合物中烷烃含碳量高，除具有MTBE外还具有ETBE、芳烃，高分子烷烃组分，还能得到液化气，燃烧性好，硫含量低，不含有其他污染杂质，原料利用率高，污染小。
本发明与现有技术相比有益效果：本发明利用醚后碳四和甲醇及乙醇为原料，通过两部分进入反应器实现对反应的温度的调节，通过醚后碳四及富气和干气的充分利用节约原料，提高了原料利用率，节约成本，减少产物污染，得到的产品MTBE组分相比现有技术具有更好的利用价值，在催化剂及石油生产中效果更好性能优良，得到的产品液化气烯烃含量较低，可以做为燃气使用。
附图说明
图1为实施例1和实施例2的流程图；
图2为实施例3的流程图；
其中，1-原料缓冲罐，2-换热器，3-加热炉，4-反应器，5-产物分液罐，6-压缩机，7-凝液罐，8-水冷器，9-吸收解吸塔，10-稳定塔换热器，11-冷却器，12-稳定塔，13-再沸器，a-醚后碳四,b-,甲醇和乙醇，c-最终液化气,d-MTBE组分。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制；本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
实施例1
一种利用醚后碳四生产得到的MTBE组分和液化气，包括以下组分，MTBE组合物中包括5%MTBE、6%ETBE、33%芳烃、54%烷烃、2%烯烃，液化气为90%%C3和10%C4，芳烃碳原子数为6-15，所述重烷烃的分子数为C5-C12。
本实施例的装置如下：包括反应系统、产物冷凝系统和产物回收系统，其中反应系统包括反应原料预处理装置、反应原料预加热装置和反应器4，反应原料为醚后碳四a、甲醇和乙醇b，反应原料预处理装置包括压力泵及原料缓冲罐1，反应原料预加热装置包括换热器2和加热炉3。
本实施例的产物冷凝系统包括产物分液罐5，与产物分液罐5连接的压缩机6和凝液罐7，产品回收系统包括与凝液罐7连接的吸收解吸塔9和稳定塔12，产物分液罐5与稳定塔12之间有泵及与泵连接的稳定塔换热器10，稳定塔换热器10之后连接有冷却器11和与稳定塔12连接的再沸器13；冷凝系统还包括产物分液罐5和压缩机6之间的凝液罐7，压缩机6与凝液罐7之间有水冷器8，所述凝液罐7与吸收解吸塔9通过泵连接。
本实施例的产品的制备方法，包括以下步骤：
（1）反应阶段：反应原料以醚后碳四、甲醇、乙醇用料体积比为18/1/1的比例首先经过反应原料预处理装置，其中的甲醇和乙醇以混合液形式与醚后碳四混合，反应原料先后经过换热器2和加热炉3，经换热器2的温度由80 ℃变为125℃，所述反应原料经过加热炉3的温度由125℃变为305℃，反应原料进入反应器反应的温度为305℃，压力为0.4MPa；最终进入原料缓冲罐1；进入原料缓冲罐1中的反应原料一部分直接进入反应器4，另一部分经反应原料预加热装置后进入反应器4进行反应生成产物，这两种进入反应器的方式方便对反应温度的调节，生成的产物包括MTTE组分d及液化气混合物，液化气混合物包括氢气、剩余的反应原料及原子数为小于5的烷烃，MTBE组分d中包括MTBE、ETBE、芳烃、烷烃、烯烃，芳烃碳原子数为C6-C10，所述烷烃的分子数为C5-C12。
（2）产物处理：步骤（1）生成的产物进入产物分液灌5；经过产物分液灌5的产物经处理得到液化气混合物和液体混合物两部分，液化气混合物经压缩机6抽气分离后得到富气和液体液化气，富气为醚后碳四、甲醇、乙醇的混合物，富气经步骤（1）中预加热系统后进入反应器4循环利用，液体液化气依次经过水冷器8和凝液器7到达吸收解吸塔9，液体混合物经稳定塔换热器10后，进入稳定塔12，液体混合物包括METE组合物d；
（3）液体液化气的吸收解析：所述步骤（2）中进入吸收解析塔9中的液体液化气经过再沸处理形成不凝气即干气和初级液化气，吸收解析塔9中的塔顶温度为40℃，塔底温度为100℃，压力为0.95MPa；干气为氢气和碳原子数小于3的烷烃，干气进入步骤（1）中的预加热系统做燃料，初级液化气经冷凝进入稳定塔换热器10，初级液化气为碳原子数包括小于5的烷烃和氢气；
（4）进入稳定塔换热器10中的步骤（3）中的初级液化气部分直接进入稳定塔12，另一部分经过再沸器13后进入稳定塔12，经处理后得到最终液化气c，稳定塔12的塔顶温度为40℃，塔底温度为105℃，压力为0.80MPa，最终液化气c为碳原子数包括小于5的烷烃，步骤（2）中的液体混合物经冷却器冷却出来后得到MTBE组分。
实施例2
本实施例与实施例1的区别为：包括以下组分，MTBE组分中包括5%MTBE、6%ETBE、33%芳烃、54%烷烃、2%烯烃，液化气为80%C3和20%C4，芳烃碳原子数为C6-C10，所述重烷烃的分子数为C5-C12。
步骤（1）反应阶段中换热器2的温度由70 ℃变为130℃，所述反应原料经过加热炉3的温度由130℃变为415℃，反应原料进入反应器4反应的温度为415℃，压力为0.2MPa；
步骤（3）液体液化气的吸收解析中吸收解析塔9中的塔顶温度为35℃，塔底温度为110℃，压力为1.00MPa；
步骤（4）中稳定塔12的塔顶温度为35℃，塔底温度为110℃，压力为0.70MPa。
实施例3
本实施例与实施例1的区别为：
步骤（1）反应阶段中进入原料缓冲罐1中的反应原料经反应原料预加热装置后直接进入反应器4进行反应生成产物，经换热器2的温度由90 ℃变为120℃，反应原料经过加热炉3的温度由120℃变为280℃，反应原料进入反应器4反应的温度为280℃，压力为0.6MPa；
步骤（2）产物处理中所述液体液化气经凝液器7直接到达吸收解吸塔9；
步骤（3）液体液化气的吸收解析中吸收解析塔9中的塔顶温度为45℃，塔底温度为90℃，压力为0.90MPa；
步骤（4）中稳定塔12的塔顶温度为45℃，塔底温度为100℃，压力为0.90MPa。
经过实验，在实施例1-3中得到的MTBE组分占总产物含的50%-70%，得到的产品MTBE组分及液化气的总产率为98%，远远高于现有技术中单纯的分离制备MTBE的产率，且本发明得到的MTBE组分辛烷值高、燃烧完全、排放的CO和C-H少、环保效果好等，液化气可作为燃料，节能环保。
其中，产率为实际得到产品质量/反应原料总质量应得的理想产品质量。

Claims (8)

1.一种利用醚后碳四生产得到的MTBE组分和液化气，其特征在于，包括以下组分，MTBE组分和液化气，其中所述MTBE组分中包括5%MTBE、6%ETBE、33%芳烃、54%烷烃、2%烯烃，所述液化气为80%-90%C3和10%-20%C4。
2.如权利要求1所述的一种利用醚后碳四生产得到的MTBE组分和液化气，其特征在于，所述芳烃碳原子数为C6-C10，所述烷烃的分子数为C5-C12。
3.一种如权利要求1所述的MTBE组分和液化气的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）反应阶段：反应原料首先经过反应系统得到产物，所述反应系统包括反应原料预处理装置、反应原料预加热装置和反应器，所述反应原料为醚后碳四、甲醇和乙醇，所述反应原料预处理装置包括压力泵及原料缓冲罐，所述反应原料预加热装置包括换热器和加热炉，反应原料先后经过换热器和加热炉，反应原料经过换热器的温度由70-90℃变为120-130℃，反应原料经过加热炉的温度由120-130℃变为280-415℃，反应原料进入反应器反应的温度为280-415℃，压力为0.2-0.6MPa；
（2）产物处理：步骤（1）得到的产物经过产物冷凝系统和产物回收系统，所述产物冷凝系统包括产物分液罐，与产物分液罐连接的压缩机和凝液罐，所述产品回收系统包括与凝液罐连接的吸收解吸塔和稳定塔，所述产物分液罐与稳定塔之间有泵及与泵连接的稳定塔换热器，所述稳定塔换热器之后连接有冷却器和与稳定塔连接的再沸器，所述产物经过产物分液灌及压缩机处理后得到富气和液体液化气；
（3）液体液化气的吸收解析：所述步骤（2）中进入吸收解析塔中的液体液化气经过再沸处理形成不凝气即干气和初级液化气，所述干气进入步骤（1）中的预加热系统做燃料，所述初级液化气经冷凝进入稳定塔换热器；
（4）进入稳定塔换热器中的步骤（3）中的初级液化气直接进入稳定塔或经过再沸器后进入稳定塔，经处理后得到最终液化气，步骤（2）中的液体混合物经冷却器冷却出来后得到MTBE组分。
4.根据权利要求3所述的一种利用醚后碳四生产得到的MTBE组分和液化气的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中的反应产物经过反应原料预处理装置，其中的甲醇和乙醇以混合液形式与醚后碳四混合，最终进入原料缓冲罐；所述进入原料缓冲罐中的反应原料直接进入反应器，或经反应原料预加热装置后进入反应器进行反应生成产物，生成的产物包括MTTE组分及液化气混合物；
所述步骤（2）中产物处理中，步骤（1）生成的产物进入产物分液灌；经过产物分液灌的产物经处理得到液化气混合物和液体混合物两部分，所述液化气混合物经压缩机抽气分离后得到富气和液体液化气，所述富气经步骤（1）中预加热系统后进入反应器循环利用，所述液体液化气进入吸收解析塔，所述液体混合物经稳定塔换热器后，直接进入稳定塔。
5.如权利要求3所述的一种利用醚后碳四生产得到的MTBE组分和液化气的制备方法，其特征在于，所述压缩机与凝液罐之间有水冷器，所述凝液罐与吸收解吸塔通过泵连接，所述步骤（2）中的液体液化气依次经过水冷器和凝液器到达吸收解吸塔，反应原料即醚后碳四、甲醇、乙醇用料体积比为18/1/1。
6.根据权利要求3所述的一种利用醚后碳四生产得到的MTBE组分和液化气的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中的液化气混合物包括氢气、剩余的反应原料及原子数小于5的烷烃。
7.根据权利要求3或4所述的一种利用醚后碳四生产得到的MTBE组分和液化气的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）的富气为醚后碳四、甲醇、乙醇的混合物，所述初级液化气为碳原子数包括小于5的烷烃和氢气，所述最终液化气为碳原子数包括小于5的烷烃，所述步骤（2）的液体混合物包括MTTE组分，步骤（3）中的干气为氢气及碳原子数小于3的烷烃。
8.根据权利要求3所述的一种利用醚后碳四生产得到的MTBE组分和液化气的制备方法，其特征在于，所述吸收解析塔中的塔顶温度为35-45℃，塔底温度为90-110℃，压力为0.90-1.00MPa；稳定塔的塔顶温度为35-45℃，塔底温度为100-110℃压力为0.70-0.90MPa。
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