年产12万吨MTBE甲基叔丁基醚装置生产工艺设计+CAD图纸(3)
从MTBE的市场看，虽然目前我国有MTBE生产装置40多套，总年产能力达到150万吨，但与车用汽油的增量相比仍是微不足道的，随着国民经济的快速发展，特别是加入WTO之后，中国人的汽车拥有量将飞速增长，可能会是加入WTO之前的几倍，无铅汽油的需求不可避免地快速增加，短期内不会受到MTBE禁用的冲击，从而国内的MTBE需求在一段时间内还将稳步增长。近一个时期，国内外都在试用乙醇汽油。而乙醇也有它不利的一面，一是乙醇成本高需要国家补贴；二是乙醇与汽油的互溶性不好，存放过久会分层，只能现用现配，使用不便；三是新建大规模乙醇生产基地，需巨大投资。综合分析，通过添加MTBE提高辛烷值是目前提高我国汽油质量的最经济的手段。特别是我国的西气东输工程投用后，催化裂化副产的C4 必须寻找新的出路。近两年来，东部地区的许多炼油企业纷纷扩大或新上MTBE生产规模，一方面解决了当前车用汽油辛烷值不高不能上市的燃眉之急，同时也为13后的C4 产品解决后路。可以预见，西气东输工程投用后，我国MTBE在近lO年还会有大的增长。
1.1.3 设计依据
根据要求，设计年产12万吨MTBE的生产工艺。由于MTBE取代四乙基铅可减少环境污染，且用途广泛，促使世界各国对MTBE的需求量日益增加，因此世界各国在寻求更先进的方法，投资建厂生产MTBE。由此可见，建设项目具有十分重要的意义。目前合成MTBE的方法主要有:离子交换树脂法、硫酸法、催化蒸馏法。目前催化蒸馏法最先进，但远没有广泛应用。硫酸具有腐蚀性，因此本设计是采用离子交换树脂法。此法工业应用最早，技术上比较成熟，采用一器一塔流程，能耗低，经济合算。
（1) 催化蒸馏法
催化蒸馏是将催化反应与蒸馏过程在同—设备中同时进行的工艺技术。其反应段的原理、结构比较复杂，在反应段中，必须使汽相、液相的物料都能同时对流通过并完成传质传热，又要能进行醚化反应。而醚化催化剂是直径为φ0.3～1.2mm的小球，如果直接装在催化蒸馏塔的反应段，阻力很大，难以实现汽相、液相的物料都能同时对流通过反应段，所以反应段必须设计特殊的催化剂装填结构。它是由多个重叠设置的固定床，在每一个固定床中都留有汽相通道，汽相通道不装填催化剂，以使塔内向上流动的汽相物料通过催化剂床层。在每相邻两个床层之间设有至少一个理论塔板，在这些塔板上进行汽、液两相物料的传质、传热。热、质传递后的汽相物料经汽相通道穿过催化剂床层，进而流向上一层塔板，继续进行热、质传递。热、质传递后的液相物料向下流动，经分布器流向固定床。在催化剂的作用下，使没反应完全的异丁烯与甲醇进行醚化反应。没有反应完全的C4馏分与甲醇共沸物流至上一层塔板，再一次进行传质、传热。热、质传递后的液相物料再在催化剂作用下进行醚化反应，没有反应完全的C4馏分与甲醇共沸物流至上一层塔板，再一次进行传质、传热。这样每一个床层和分离塔板构成一个反应、分离单元。如此的多次反应、分离后，使C4中异丁烯含量减少到预期的含量为止。MTBE反应本来就是一个可逆平衡反应，由于反应与分离两个单元操作在一个设备中进行，因此在每个反应、分离单元中，反应物料中的MTBE含量低于平衡浓度，破坏了反应平衡，促使每个反应、分离单元向有利于醚化反应方向进行，即使在异丁烯浓度较低时，异丁烯的转化率也能达到预期的值。
在醚化反应中合成MTBE的反应热，被用于使进入催化蒸馏塔的进料汽化，并且在催化蒸馏塔反应段的反应热直接被利用为该塔的热源，因而该种工艺可降低能耗。