甲基叔丁基醚的工艺技术探讨

甲基叔丁基醚的工艺技术探讨

作者：金天胜

来源：《科技创新导报》2011年第20期

摘要:本文主要是对目前甲基叔丁基醚的工艺技术进行探讨,对几种主要的工艺进行了比较总结。在此基础上,对甲基叔丁基醚的应用范围及发展前景进行了研究探索。

关键词:甲基叔丁基醚(甲基叔丁基醚)工艺技术应用

中图分类号:TQ223 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)07(b)-0117-01

引言

甲基叔丁基醚(methyl tertiary-butyl ether,简称MTBE),其生产工艺仅醚化反应和反应后的物料处理阶段,制作非常简单。甲基叔丁基醚可以和汽油调和,提高汽油的辛烷值。它的含氧量相对较高,能有效降低尾气中一氧化碳的含量。还可广泛应用于生物分析技术中。因而得到广泛应用。然而近几年的研究发现,甲基叔丁基醚具有毒性,会污染地下水源。世界上一些国家已经禁止使用甲基叔丁基醚,但在亚洲,目前仍无禁用意向。在未来一段时间内,甲基叔丁基醚仍会继续使用。因此,研究合成甲基叔丁基醚的各种工艺技术,开发其新的应用领域,仍具有重要价值。本文对几种主要的生产工艺技术进行了比较总结,并展望甲基叔丁基醚未来发展前景。以使其更好地服务于生产领域。

1 甲基叔丁基醚的生产工艺技术

合成甲基叔丁基醚主要是醚化工艺,根据醚化反应器的不同,甲基叔丁基醚的合成技术主要包括:固定床反应技术、膨胀床反应技术、催化蒸馏反应技术、膨胀床——催化蒸馏反应技术、混相反应技术和混相反应蒸馏技术。

1.1 固定床反应技术

固定床反应技术采用下流式固定床反应器,主要是甲醇和异丁烯在70℃～100℃左右进行反应,反应器外多用冷却水移走反应热,产物用一个或多个分馏塔分离甲基叔丁基醚和甲醇以及剩下的碳四馏分。这种方法适用于含异丁烯浓度变化较大的碳四原料。由于在生产过程中,反应器用水冷却仍会出现热点,导致反应速率下降,因此在近年来新建的厂房中已经很少采用。

1.2 膨胀床反应技术

膨胀床反应技术的反应器采用上流式膨胀床,与固定床不同的是,在生产过程中,反应物了自下而上流经膨胀床反应器催化剂床层。其中催化剂处于蠕动状态,活性较高,可以加快反应床层的传热过程,有利于反应的进行和反应热的扩散。整个床层径向温度分布均匀,不存在热点不均

的问题。催化剂可以得到较高程度的利用,降低副产物的生成。这种方法降低了能耗和成本,结构简单、装卸方便,但对催化剂要求较高。

1.3 催化蒸馏反应技术

催化蒸馏技术主要在蒸馏塔中进行,合成甲基叔丁基醚的时候分离出反应产物,其核心是反应和共沸蒸馏同时进行。这种技术的优点是减少外部冷却设备的使用,防止了反应区热点超温现象,控制了反应的温度,降低能耗节省投资。同时,由于催化蒸馏塔中可以使甲基叔丁基醚和反应物分离。反应物中的甲基叔丁基醚浓度降低,克服了平衡的障碍,可以提高异丁烯的转化率。但其缺点也多。其中催化剂的填装比较困难,包装要求较高,而且摆放的位置要能使气液两相对流。

1.4 膨化床——催化蒸馏反应技术

膨化床——催化蒸馏主要是一级反应器采用一台膨胀床反应器,外循环物料取热。原料在

膨胀床反应器内完成一级反应后,反应产物进入催化蒸馏塔进行二级反应。二级反映和共沸蒸

馏由一台催化蒸馏塔来完成,在催化蒸馏塔内,催化剂和残余异丁烯继续反应,从而提高了甲基叔丁基醚的产出量。这种工艺操作方便。

1.5 混相反应技术

混相反应技术克服了固定床和膨胀床外循环取热稀释反应物浓度及增加反应推动力的弊端。该技术是在混相反应蒸馏塔内设置一个固定床混相反应段,不再需要冷却设施。混相固定

床反应技术和分馏技术有机的结合起来。通过控制反应压力使反应在沸点温度下进行。这种技术减少了设备,提高了设备的使用效率。

1.6 混相反应蒸馏技术

这种技术是齐鲁石化研究院研究的甲基叔丁基醚生产新工艺,在混相反应的基础上开发出的。这种技术分为炼油型和化工型。炼油型技术工艺的反应塔中部是混相反应段,上部和下部是精馏段和提留段。催化剂容易填装,节省投资。化工型技术工艺是将炼油型工艺反应塔的上

部精馏段改为催化蒸馏反应段。这种技术可以提高异丁烯的转化效率。这两种技术将混相反应与分离相结合。融合了混相反应技术和蒸馏技术的优点。

2 甲基叔丁基醚的应用

2.1 作为汽油添加剂

甲基叔丁基醚主要用于辛烷值汽油改进。它可以和汽油以任意比例互溶而不发生分层现象,与汽油分组调和时,有良好的调和效应,调和辛烷值高于其净辛烷值。而且,甲基叔丁基醚的化学性质稳定,抗爆炸性能也很稳定,在空气中不易生成过氧化物。含氧量相对较高,可以改善汽车尾