[发明专利]一种减轻水洗及回收系统腐蚀的MTBE生产装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及MTBE生产领域，具体而言，涉及一种减轻水洗及回收系统腐蚀的MTBE生产方法及装置。

背景技术

由于国内对汽油需求量和汽油品质要求的逐年提高，生产无铅、含氧、高辛烷值低芳烃、低烯烃汽油是当前环保的迫切需求。甲基叔丁基醚(MTBE)有极好的抗爆性，其研究法辛烷值为117。作为汽油的优质调合组分越来越受到普遍欢迎，其需求量也日益增加，同时生产MTBE又可有效地利用裂解碳四组分或者催化裂化碳四，可生产高纯度的MTBE和1-丁烯产品，因此，MTBE装置的生产越来越受到重视。

生产MTBE最常见的工艺流程是采用异丁烯与甲醇在催化剂作用下进行醚化作用生成MTBE，装置相应有醚化反应系统、反应精馏系统、甲醇萃取系统和甲醇回收系统，如果继续生产1-丁烯产品，则相应有脱异丁烷系统和1-丁烯精制系统。

目前国内MTBE装置选用的催化剂一般为阳离子交换树脂，这种催化剂是大孔径强酸性阳离子树脂，由苯乙烯和二乙苯按1:1的摩尔比，用悬浮法生成的催化剂颗粒称为裸基催化剂，经过分子筛筛选后的裸基催化剂，用浓度为98％硫酸酸化、水洗后，才制成大孔径强酸性阳离子树脂催化剂。由此可见，采用这种催化剂生产MTBE，装置不可避免地会产生腐蚀，其腐蚀机理为：

1)原料中含有的金属阳离子、硫化物和碱性物质等置换催化剂中的H⁺，造成H⁺脱落：

RHSO₃+M⁺→RSO3M+H⁺；

2)正常反应温度或超温情况下催化剂中磺酸基的脱落：

RHSO₃→RSO₃^-+H⁺；

3)在有水、酸及高温等条件下，催化剂上的磺酸基会脱落：

RHSO₃+H₂O→H₂SO₄+HR；

4)催化剂生产过程中本身残留的游离酸；

5)原料甲醇中带入的甲酸。

因此，装置内部就形成了酸性环境，在甲醇萃取系统中，萃取水在萃取甲醇的过程中将醚后碳四中的酸性物质洗出来，致使萃取水长期呈酸性，从而造成了甲醇水洗、回收系统的腐蚀，一般在甲醇回收塔前的换热系统和进料线上腐蚀最为严重。

专利CN 102260138介绍了一种减小MTBE生产装置中设备腐蚀的方法，增加填装离子交换剂的脱酸罐，将其安装在醚后碳四和甲醇混合物的管线上或甲醇萃取塔萃取循环水的出口管线上或甲醇萃取塔萃取循环水的进口管线上。该方法只是单独从脱酸提高甲醇萃取循环水的pH值上考虑，并不能根本上解决甲醇回收系统的腐蚀问题。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种减轻水洗及回收系统腐蚀的MTBE生产装置，所述的生产装置在腐蚀最为严重的部位安装两级过滤设备，除去了颗粒杂质、腐蚀产物及酸根离子，使萃取水得到净化，从根本上解决了甲醇回收系统的腐蚀问题，而且不需要增加加压泵等动力设施，具有简单、安全、高效的优点。

本发明的第二目的在于提供一种减轻水洗及回收系统腐蚀的MTBE生产方法，所述的生产方法能够除去萃取水中的颗粒杂质、铁盐等腐蚀产物及酸根离子，使其得到根本性净化。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种减轻水洗及回收系统腐蚀的MTBE生产装置，包括依次连接的甲醇萃取塔、第一过滤器、第二过滤器和甲醇回收塔；所述第一过滤器的过滤介质为沸石和/或活性炭，所述第二过滤器为强碱性阴离子交换器。

上述生产装置在腐蚀最为严重的部位，即甲醇萃取塔和甲醇回收塔之间设置了第一过滤器、第二过滤器这两级过滤设备，分步除去了颗粒杂质、铁盐等腐蚀产物以及酸根离子等发挥腐蚀作用的主要杂质，因此从根本上解决了萃取水对装置的腐蚀问题。

其中，第一过滤器以沸石和/或活性炭为介质，主要去除了颗粒杂质、铁盐等腐蚀产物等杂质，并且优选以沸石和活性炭的混合物为介质，使两者在除杂类型上得到互补，两者的混合比例可以任意选择。第二过滤器即强碱性阴离子交换器，主要去除酸根离子，包括无机酸根离子和有机酸根离子，同时中和H⁺。