Принципиальная технологическая схема процесса производства метил-третбутилового эфира(МТБЭ). Сырье и целевые продукты, и их применение

I - сырье (бутан-бутиленовая фракция); II - свежий метанол; III - циркулирующий метанол; IV - метилтретбутиловый эфир; V - отработанная бутан-бутиленовая фракция; VI - сброс воды; VII - раствор щелочи.

Принципиальная технологическая схема установки получения метилтретбутилового эфира.

Технологическая сема

Исходная бутан-бутиленовая фракция установки КК, подвергнутая демеркаптанизации, и циркулирующий метанол через ёмкость Е поступает в верхнюю часть реактора форконтактной очистки. Очищенная смесь после нагрева в теплообменнике до 60 0С поступает в зону синтеза под каждый слой катализатора Р1(2). В верхнюю часть реакционной зоны во избежания перегрева катализатора подаётся также подогретый в теплообменнике до 50 – 60 0С свежий метанол.

Жидкие продукции реакции, состоящие из МТБЭ с примесью метанола и углеводородов, выводятся из куба Р1(2) и направляются на сухую отпарку примесей в отпарную колонну К2, снабжённую паровым кипятильником. Целевой продукт – МТБЭ – выводится с куба К2 и после теплообменников и холодильников откачивается в товарный парк.

Паровая фаза Р1(2), состоящая из отработанной ББФ, метанола и из следов МТБЭ, поступает на конденсацию МТБЭ в колонну К1, являющуюся по существу конденсатором смешения. Конденсированный МТБЭ возвращается на верхнюю тарелку Р1(2) и выполняет функцию холодного орошения.

С верха К1 отводятся несконденсировавшиеся пары отработанной ББФ и метанола, которые после охлаждения и конденсации в холодильниках поступает в ёмкость – сепаратор С1.

Разделение конденсата в С1 на отработанную ББФ и метанол осуществляется экстракцией последнего водой в экстракторе К3 (при температуре 40 0С и давлении 0,9 МПа). Отработанная ББФ, выводимая с верха К3, после охлаждения в холодильниках давлением системы направляется в товарный парк и далее для последующей переработки.

Отгонка циркулирующего метанола от воды производится в ректификационной колонне К4 при давлении 0,02 – 0,06 МПа и температуре в кубе 120 0С и верха колонны 70 0С. Метанол, выводимый с верха К4, охлаждается и конденсируется в воздушных и водяных конденсаторах – холодильниках и собирается в рефлюксной ёмкости С3. Часть метанола подаётся в качестве холодного орошения К4, а остальная часть поступает в ёмкость Е.

Вода выводимая из куба К4, после охлаждения в теплообменнике и холодильнике подаётся в экстрактор К3 для отмывки метанола от отработанной ББФ.

Сырье процесса получения МТБЭ

МТБЭ получают на основе метанола и изобутена. Метод синтеза метанола основан на газофазной реакции оксида углерода с водородом в присутствии специальных катализаторов. Разработан ряд перспективных процессов производства метанола, в частности прямое парциальное окисление метана (CH4+0,5O2=CH3OH). Однако в обозримом будущем этот процесс вряд ли сможет конкурировать с широко распространенным процессом производства метанола из синтез-газа. Вторым сырьевым источником для промышленного производства МТБЭ является изобутен. Его получают в промышленном масштабе различными методами, обычно используя в качестве сырья фракцию С4 пиролиза прямогонного бензина (а в некоторых случаях и рафинат с установки каталитического риформинга с экстракцией), содержащую (после экстракции бутадиена) - 50% изобутена, и фракцию С4 каталитического крекинга, отличающуюся от первой более низким (15-17%) содержанием изобутена. Основные принципы «каталитической перегонки

Синтез МТБЭ из метанола и изобутена представляет собой равновесную экзотермическую реакцию (тепловой эффект составляет 44 кДж/моль), протекающую в присутствии катализатора кислотного типа: сульфированного сополимера стирола с дивинилбензолом. Этот катализатор в отличие от широко используемых катализаторов данного типа (Lewatit SPG 108/Н, КУ-2, КУ-23п и др.) изготовлен в виде колец Рашига или шариков формованием сульфокатионита со специальным образцом полимера.На данной установке производства МТБЭ можно получать высокооктановую добавку к топливам, отвечающую современным экологическим требованиям, в количестве 26515,15 кг/ч чистотой выше 98,5%.Отработанная углеводородная фракция предназначена для производства бутадиена - основного вида сырья для изготовления каучуков общего и специального назначения. В случае невозможности реализации отработанной фракции в указанном направлении, она может быть направлена на установку олигомеризации с получением высокооктанового компонента для того же вида топлива (бензина).

Основная реакция производства метилтретбутилового эфира - каталитическое алкелирование метанола изобутиленом

СН3 СН3

СН2 = С + СН3ОН ↔ СН3 – С – О – СН3

СН3 СН3

Целевой продукт – метилтретбутиловый эфир (МТБЭ). МТБЭ, по сравнению с алкилатом, обладает более высоким октановым числом и низкой температурой кипения, что в совокупности позволяет повысить октановое число преимущественно головных фракций базового бензина.

В товарные автобензины МТБЭ добавляют в количестве 5 – 15 %. Эфирсодержащие бензины характеризуются дополнительно таким достоинством, как большая полнота сгорания и меньшая токсичность выхлопных газов.

Сырьё

В качестве углеводородного сырья в процессах синтеза МТЭБ наибольшее применение получила бутан-бутиленовая фракция (ББФ) двух процессов - каталитического крекинга и пиролиза.

Ресурсы изобутилена для производства МТБЭ можно увеличить за счёт н-бутана, содержащегося в попутных нефтяных газах или газоконденсатах, используя процессы дегидрирования и последующей изомеризации бутиленов. Источником изобутиленов могут стать газы термодиструктивных или нефтехимических процессов, в частности, производств изобутиленового спирта. Вторым сырьевым реагентом процесса является метанол марки А.

25.Схема переработки нефти на топливо и сырье нефтехимии.