[发明专利]一种乙基叔丁基醚的合成方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种乙基叔丁基醚的合成方法及设备。

背景技术

乙基叔丁基醚是一种性能优良的高辛烷值汽油调和组分。乙基叔丁基醚与乙醇及甲基叔丁基醚都是高辛烷汽油改良剂，也叫“生物汽油添加剂”。

随着甲基叔丁基醚的逐渐被禁用，乙基叔丁基醚的生产技术越来越为人们所关注。目前，国外采用烯醇加成合成乙基叔丁基醚技术已经十分成熟，甲基叔丁基醚、甲基叔戊基醚、乙基叔丁基醚均有工业生产。国内甲基叔丁基醚实现了大规模工业生产，甲基叔戊基醚合成技术正处于工业实施阶段，而乙基叔丁基醚合成技术尚处于研究阶段。

汽油中乙基叔丁基醚的最大添加量可达17 Vol%。乙基叔丁基醚不但能提高汽油辛烷值的效果，而且还可以作为共溶剂使用。乙基叔丁基醚沸点较高，与烃类物质相混不生成共沸化合物；这既可以减少发动机内的气阻，又可降低蒸发损耗。此外，乙基叔丁基醚还能被好氧性微生物分解。

发明内容

本发明的目的是针对现有工艺技术中存在的不足，提供一种原料适应性强，产物能够重复利用，多反应系统物流耦合的乙基叔丁基醚的合成方法及设备。

本发明的目的是通过以下技术方案予以实现：

一种乙基叔丁基醚的合成方法，以异丁烯和乙醇、叔丁醇和乙醇联合生产乙基叔丁基醚。 异丁烯和乙醇在第一个反应系统的反应，叔丁醇和乙醇在第二个反应系统反应；第一个反应系统生成的叔丁醇进入第二个反应系统再利用；第二个反应系统生成的异丁烯进入第一个反应系统作为反应物回收利用。第一个反应系统中，异丁烯、水与乙醇的摩尔比为1：0.12:0.88；第二个反应系统中，异丁醇与乙醇的摩尔比为1：1。

一种乙基叔丁基醚的合成设备，包括第一反应系统、第二反应系统、水洗塔以及分离系统；第一反应系统包括反应器和第一反应精馏塔，原料进料管线与反应器进料口连接，反应器出口与第一反应精馏塔进料口连接，第一反应精馏塔塔顶出料口与水洗塔下部进料口连接，塔底出料口与分离系统的真空精馏塔进料口连接；第二个反应系统包括第二反应精馏塔，原料进料管线与第二反应精馏塔进料口连接，第二反应精馏塔进料口还连接水洗塔底部的出料口和分离系统的真空精馏塔的塔底出料口，第二反应精馏塔顶气相出料经过换热器降温后与第一个反应系统的反应器进料口连接，与分离系统的真空精馏塔进料口连接，塔底出料口与水洗塔上部进料口连接；所述分离系统包括真空精馏塔，真空精馏塔进料口连接第一个反应系统的第一反应精馏塔底出料口和第二个反应系统的第二反应精馏塔顶液相出料口，真空精馏塔顶产品出装置，塔底出料口连接第二反应系统的第二反应精馏塔进料口。

利用上述设备合成乙基叔丁基醚的方法，包括如下步骤：

（1）异丁烯、乙醇和水在第一个反应系统后首先进入反应器反应，反应产物进入第一反应精馏塔；物料在第一反应精馏塔中进一步反应并实现分离，分离后塔底物流进入分离系统，塔顶物流进入水洗塔；

（2）水洗塔底水洗物进入第二反应系统回收利用，塔顶气体是脱除了异丁烯的其余烃类；

（3）分离系统采用真空精馏，塔顶采出产品乙基叔丁基醚，塔底物料进入第二反应系统循环利用；

（4）第二反应系统进料为叔丁醇、乙醇和水，第二反应精馏塔顶气相采出异丁烯，通过冷凝器冷却后，进入第一反应系统，液相分为两股，一部分回流，另一部分是塔顶液相进入分离系统，塔底物流部分进入水洗塔顶部，部分作为废水排出；

（5）分离系统的真空精馏塔塔顶得到产物乙基叔丁基醚，塔底物流返回第二反应系统循环利用。

在上述方法中，所述第一反应系统的反应器压力0.65～0.68MPa、反应温度为82～86℃，第一反应精馏塔压力为0.6～0.65MPa，温度为80～84℃；第二反应系统压力为0.5～0.6MPa，温度为60～67℃；水洗塔压力为0.3～0.35MPa，水洗温度为20～25℃；分离系统压力为0.01～0.012MPa，塔顶温度为14～15.3℃。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

（1）乙醇的浓度比烯醇直接加成生产乙基叔丁基醚时低，原料适应性增大，原料成本降低；

（2）异丁烯来源受石油制约，增加叔丁醇的量，可以保证乙基叔丁基醚的生产，增强了装置的适应性；

（3）反应产生的副产物可以在系统间循环使用，使反应物转化率增大；

（4）叔丁醇是生产环氧丙烷的副产物，反应物来源方便。

附图说明

图1为乙基叔丁基醚合成设备结构示意图及工艺流程图。