年产10万吨碳四乙醇制乙基叔丁基醚的工艺设计(4)
该设计为四塔流程，一个萃取塔和三个精馏塔，流程复杂，投资成本和能耗较高，而且一些杂质容易在流程内积累，需要定期排放，流程中的两个精馏塔和倾析器的组合在生产上不易控制。
CE-萃取塔；CC-浓缩塔；CD1-第一精馏塔；D1-倾析器
图1.3 IFP开发的醇醚混合物分离流程
1.1.3 UOP公司合成技术
美国U O P公司、德国Huels公司和美国KOCH公司将固定床工 艺技术与KOCH开发的反应蒸馏技术 (RWD )相 结合,共同开发出商品名为Ethermax的醚化技术,可生产 MTBE,ETBE,TAME等多种产品。该技术将 催化 剂装填在两层填料之间,类似于“三明治”结构。生产ETBE的Ethermax 工艺流程见图1.4
凑
1-固定床反应器；2-催化蒸馏塔；3-吸附塔；4-水洗塔
图1.4 UOP等开发的ETBE合成工艺流程
醚化部分由一个固定床反应器和一个反 应蒸馏塔组成。反应蒸馏塔塔底组成为ETBE和部分未反应乙醇及少量副产物叔丁醇,进入一个装有吸附剂(分子筛、硅胶等 )的吸附床吸附分离乙醇,脱附剂为原料C4。吸附 剂选择性很高,分离 出的乙 醇纯度很高,返回醚化反应 区,不会因含有叔丁醇而降低醚化反应效率。从吸附床出来的ETBE产品中含有少量叔丁醇,乙醇质量分数可达 10-4以下。从反应蒸馏塔塔顶出来的物料含有未反应C4和少量共沸乙醇,经水洗塔除去乙醇,得到的C4中乙醇质量分数小于5×10-4。该公司还公开了一项专利,往催化蒸馏塔内加入一种共沸剂,正丁烷、异丁烷、异戊烷或其混合物,使未反应乙醇全部共沸至塔顶,塔釜ETBE产品中乙醇质量分数小于0.6%。
1.1.4 ARCO公司合成技术
ARCO也是较早建成ETBE生产装置 的公司,它采用的是固定床外循环醚化工艺流程。C4原料与乙醇预热到一定温度后,从顶部进人两个串联的固定床外循环反应器,在离子交换树脂作用下进行醚化反应。为了控制反应温度,将反应后的部分物料冷却后循环到反应器入口。反应后的物料在蒸馏塔中分离,ETBE从塔底回收,未反应烃和过量乙醇从塔顶流 出,异丁烯转化率为 96%。该工艺特点是反应器结构简单,操作灵活,但是催化 剂使用 效 率低,反应热未得到利用。
1.2 乙基叔丁基醚的性质和用途
1.2.1 乙基叔丁基醚的性质
ETBE(CAS:637-92-3)是一种无色透明液体，分子量为102.17g/mol。沸点为73oC，相对密度(水=1):0.742(25℃)，水中溶解度为 1.2g/100mL(20℃)。它的结构式如下:
工业上ETBE一般由混合C4中的异丁烯与乙醇在酸性催化剂的作用下反应制得，该反应是放热反应，工业生产上催化剂基本都采用大孔硫酸型离子交换树脂，副反应主要是乙丁烯的二聚和水合，生产过程与工艺和MTBE的相似，反应温度50~70℃，压力1~1.5MPa，醇／烯摩尔比大于1。从反应器形式看，ETBE生产技术可分为固定床技术和催化蒸馏技术。采用固定床技术，设备简单，操作方便，但异丁烯转化率受热力学平衡限制，最高只能达到92%（高温高压下），而且反应热得不到利用。催化蒸馏技术打破了反应的热力平衡，异丁烯转化率可达99.5%以上，醚化后的C4基本不含异丁烯，可用于生产1-丁烯、丁二烯等基本化工原料，而且反应热用于产品分离，降低了能耗。因此，催化蒸馏合成ETBE技术在工业生产上更具竞争力，技术关键是催化剂在催化蒸馏塔中的装填方法。催化蒸馏技术是ETBE生产技术的发展方向，另外，乙醇回收技术是ETBE生产技术的重要组成部分，目前渗透汽化膜分离回收乙醇技术能耗低，前景较好。乙基叔丁基醚（ETBE）可避免使用乙醇所带来的许多问题，如使汽油挥发性增高。ETBE 可在炼油厂调入汽油，不像乙醇要在销售点调合。ETBE 作为含氧化合物调入汽油可使汽油更清洁燃烧。与乙醇相比，ETBE 有以下优点：水混入不发生相分离，对汽车部件无腐蚀作用，不会增加排气光化学烟雾。
上一篇：油酸酰胺的合成及摩擦学性能研究
下一篇：α-己基桂醛的合成研究工艺设计