CN210933849U - Mtbe催化精馏装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种MTBE催化精馏装置，属于化工设备技术领域。包括提馏塔、至少两个并联设置的催化反应塔及精馏塔，催化反应塔的塔底连通提馏塔的塔顶，且催化反应塔的塔底高于提馏塔的塔顶，催化反应塔内填充有氢型大孔强酸阳离子交换树脂催化剂，精馏塔的进料端连通催化反应塔的塔顶。通过并联设置的至少两个催化反应塔，并在保证一定异丁烯转化率的同时，减少催化剂床层的数量和厚度，一方面，降低催化精馏塔的整体塔高，降低基建成本，降低操作人员巡检管理难度，另一方面，减少催化剂床层或降低催化剂床层厚度，使催化剂在整个寿命周期内，具有较高的催化效率，在牺牲少量异丁烯转化率的基础上，大幅降低了催化剂的成本投入。

Description

MTBE催化精馏装置

技术领域

本实用新型属于化工设备技术领域，具体涉及一种MTBE催化精馏装置。

背景技术

MTBE（methyl tert-butyl ether,甲基叔丁基醚）是一种高辛烷值汽油添加剂。成熟的MTBE加工工艺为在浓硫酸的催化作用下，含有异丁烯的C4馏分与甲醇反应，产物经催化精馏塔，实现深度反应和分离，制备MTBE。

通常，在反应器中，C4馏分中的异丁烯的转化率能够达到90%左右，为提高异丁烯转化率，在催化精馏塔中段（或底段）设置装有固体强酸性催化剂的床层，床层一般具有8～12个，这就导致催化精馏塔塔身过高，国内现有的催化精馏塔高达52米，不仅增加了基建难度和成本，且不利于操作人员的日常巡检管理。另一方面，一体式的催化床层的设计，在生产中，底部床层的催化效率往往最高，随着反应的深入，上部的催化剂几乎不能或处于极低负荷运行，而对实际提高异丁烯转化率效果不甚明显，因而在长期使用后，底部催化剂效率降低，而上部催化剂依然具有较高的催化效率，而在更换催化剂时，则整体更换，这无形中增加了催化剂的成本，降低了催化剂实际的使用效率。

发明内容

有鉴于此，本实用新型提供一种MTBE催化精馏装置，以解决现有技术中存在的催化精馏塔塔身过高，且催化剂使用成本高、效率低的技术问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种MTBE催化精馏装置，包括：

提馏塔；

至少两个并联设置的催化反应塔，所述催化反应塔的塔底连通所述提馏塔的塔顶，且所述催化反应塔的塔底高于所述提馏塔的塔顶，所述催化反应塔内填充有氢型大孔强酸阳离子交换树脂催化剂；以及

精馏塔，所述精馏塔的进料端连通所述催化反应塔的塔顶。

优选地，每个所述催化反应塔中填充有3～7个催化剂床层，每一个催化剂床层上填装有氢型大孔强酸阳离子交换树脂催化剂。

优选地，当所述催化反应塔中填充有5～7个所述催化剂床层时，所述催化剂床层的厚度由下至上逐渐减小。

优选地，所述提馏塔与所述催化反应塔通过第一连接管连接，所述催化反应塔与所述精馏塔通过第二连接管连接，所述第一连接管与所述第二连接管的管外壁上设置有保温伴热组件。

优选地，所述催化反应塔上连接有防寒管件，所述防寒管件上设置有加热器，所述加热器的入口端连接惰性气体进气管。

优选地，所述加热器为螺旋板式换热器。

优选地，所述提馏塔与所述精馏塔内设置有浮阀塔盘。

由上述技术方案可知，本实用新型提供了一种MTBE催化精馏装置，其有益效果是：其一，通过并联设置的至少两个所述催化反应塔，并在保证一定异丁烯转化率的同时，减少催化剂床层的数量和厚度，一方面，降低催化精馏塔的整体塔高，降低基建成本，降低操作人员巡检管理难度，另一方面，在更换催化剂或对所述催化反应塔进行检维修时，可以切换备用的所述催化反应塔进行正常的生产，保证了生产的连续性。同时，减少催化剂床层或降低催化剂床层厚度，使每一个所述催化反应塔中的催化剂在整个寿命周期内，具有较高的催化效率，在牺牲少量异丁烯转化率的基础上，大幅降低了催化剂的成本投入。

附图说明

图1是MTBE催化精馏装置的管线流程示意图。

图中：MTBE催化精馏装置10、提馏塔100、第一连接管110、催化反应塔200、催化剂床层210、精馏塔300、第二连接管310、防寒管件220、加热器221、惰性气体进气管222。

具体实施方式

以下结合本实用新型的附图，对本实用新型的技术方案以及技术效果做进一步的详细阐述。

请参看图1，一种MTBE催化精馏装置10，包括提馏塔100、至少两个并联设置的催化反应塔200及精馏塔300，所述提馏塔100采用浮阀塔盘，所述催化反应塔200的塔底连通所述提馏塔100的塔顶，且所述催化反应塔200的塔底高于所述提馏塔100的塔顶，所述催化反应塔200内填充有氢型大孔强酸阳离子交换树脂催化剂。所述精馏塔300的进料端连通所述催化反应塔200的塔顶，且所述精馏塔300采用浮阀塔盘。

具体地，例如，所述提馏塔100的塔顶连接有至少两个粗的第一连接管110，所述第一连接管110的管径优选为不小于所述提馏塔100的塔顶的直径的1/2，以减少所述提馏塔100顶部的气阻。所述第一连接管110外壁上设置有保温伴热组件，例如设置电伴热或蒸汽伴热，并包覆保温材料，如保温棉，以减少由所述提馏塔100进入所述催化反应塔200后，所述提馏塔100气相的温降，使所述提馏塔100的顶部气相通过所述第一连接管110进入所述催化反应塔200，进行深度反应，提高异丁烯转化率。

本实施方式中，通过并联设置的至少两个所述催化反应塔200，并在保证一定异丁烯转化率的同时，减少催化剂床层的数量和厚度，一方面，降低催化精馏塔的整体塔高，降低基建成本，降低操作人员巡检管理难度，另一方面，在更换催化剂或对所述催化反应塔100进行检维修时，可以切换备用的所述催化反应塔进行正常的生产，保证了生产的连续性。同时，减少催化剂床层或降低催化剂床层厚度，使每一个所述催化反应塔中的催化剂在整个寿命周期内，具有较高的催化效率，在牺牲少量异丁烯转化率的基础上，大幅降低了催化剂的成本投入。

进一步地，每个所述催化反应塔200中填充有3～7个催化剂床层210，每一个催化剂床层210上填装有氢型大孔强酸阳离子交换树脂催化剂。以通过减少所述催化剂床层210的数量，一方面降低塔高，另一方面，在牺牲少量异丁烯转化率的基础上，提高所述催化反应塔200中所有催化剂的使用效率，降低催化剂的使用成本。

进一步地，当所述催化反应塔200中填充有5～7个所述催化剂床层210时，所述催化剂床层210的厚度由下至上逐渐减小，以进一步提高所述催化反应塔200中所有催化剂的使用效率。

在其中一个实施例中，所述催化反应塔200的塔顶均通过第二连接管310连接至所述精馏塔300的进料端，所述第二连接管310的管径优选为不小于所述精馏塔100的塔底的直径的1/2，以减少所述催化反应塔200顶部的气阻。所述第二连接管310外壁上设置有保温伴热组件，例如设置电伴热或蒸汽伴热，并包覆保温材料，如保温棉，以减少由所述催化反应塔200进入所述精馏塔300后，所述催化反应塔200气相的温降，使所述催化反应塔200的顶部气相通过所述第二连接管310进入所述精馏塔300，进行分离。

为满足北方冬季气温较低时的生产需求，防止气温较低时，所述催化反应塔200内的催化剂孔道内的水份受严寒结冰，导致催化剂骨架结构破坏，催化剂粉末化而失效，在其中一个较佳实施方式中，所述催化反应塔200上连接有防寒管件220，所述防寒管件220上设置有加热器221，所述加热器221的入口端连接惰性气体进气管222。气温降低后，开启所述加热器221，所述加热器可以是电加热器、也可以是用换热介质进行换热的热交换器，优选为螺旋板式换热器，以提高换热效率。来自所述惰性气体进气管222的惰性气体，优选为氮气，经所述加热器221换热后，由所述防寒管件220进入备用的所述催化反应塔200，以使所述催化反应塔200内维持较高的温度，以防止催化剂受冻，影响催化剂性能。

以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种MTBE催化精馏装置，其特征在于，包括：

提馏塔；

至少两个并联设置的催化反应塔，所述催化反应塔的塔底连通所述提馏塔的塔顶，且所述催化反应塔的塔底高于所述提馏塔的塔顶，所述催化反应塔内填充有氢型大孔强酸阳离子交换树脂催化剂；以及

精馏塔，所述精馏塔的进料端连通所述催化反应塔的塔顶。

2.如权利要求1所述的MTBE催化精馏装置，其特征在于，每个所述催化反应塔中填充有3～7个催化剂床层，每一个催化剂床层上填装有氢型大孔强酸阳离子交换树脂催化剂。

3.如权利要求2所述的MTBE催化精馏装置，其特征在于，当所述催化反应塔中填充有5～7个所述催化剂床层时，所述催化剂床层的厚度由下至上逐渐减小。

4.如权利要求1所述的MTBE催化精馏装置，其特征在于，所述提馏塔与所述催化反应塔通过第一连接管连接，所述催化反应塔与所述精馏塔通过第二连接管连接，所述第一连接管与所述第二连接管的管外壁上设置有保温伴热组件。

5.如权利要求1所述的MTBE催化精馏装置，其特征在于，所述催化反应塔上连接有防寒管件，所述防寒管件上设置有加热器，所述加热器的入口端连接惰性气体进气管。

6.如权利要求5所述的MTBE催化精馏装置，其特征在于，所述加热器为螺旋板式换热器。

7.如权利要求1所述的MTBE催化精馏装置，其特征在于，所述提馏塔与所述精馏塔内设置有浮阀塔盘。

Images