[发明专利]一种甲基叔丁基醚裂解制备高纯异丁烯的系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于精馏技术领域，具体地，涉及一种甲基叔丁基醚裂解制备高纯异丁烯的系统及方法。

背景技术

异丁烯是一种重要的基本有机化工原料，广泛用于合成丁基橡胶和聚异丁烯等多种有机化工原料和精细化学品。目前70%的异丁烯产品用于合成丁基橡胶和甲基丙烯酸酯，而这两种用途对异丁烯纯度的要求很高，不仅异丁烯纯度要求大于99.7%，而且其中所含的MTBE、甲醇、水等杂质要求不大于10ppm，二甲醚杂质含量不大于5ppm。

甲基叔丁基醚(MTBE)裂解是一种先进和经济可行制取高纯度异丁烯技术。也是目前使用最广泛的生产高纯度异丁烯的技术路线。

目前甲基叔丁基醚(MTBE)裂解制高纯异丁烯的技术路线的典型流程是“一反六塔”，如图1和图2所示，即一个用于MTBE裂解的反应器2、一个用于MTBE原料精制的精制塔1、两个水洗塔（即第一水洗塔9和第二水洗塔10）、一个甲醇回收塔4（或增加一个甲醇精制塔11）和两个异丁烯提纯塔（即异丁烯脱重塔8和异丁烯脱轻塔7），典型工艺流程如图1（低转化率）和图2（高转化率）所示。

图1中的流程为MTBE转化率低于99%时普遍采用的流程（如MTBE加压裂解时），因为MTBE在反应产物中的残留会影响水洗塔对异丁烯和甲醇的分离效果，所以，对于MTBE裂解反应转化率较低的情况一般将第二水洗塔10放在异丁烯脱重塔8之后。此外，由于甲醇水溶液中溶解有少量（丁烯、二甲醚等）轻组分，无法完全从甲醇回收塔4中除去，所以对甲醇产品纯度要求高于99%的企业会在甲醇回收塔后，增加1个甲醇精制塔11。

图2中的流程为MTBE裂解转化率高于99%时普遍采用的流程（如MTBE常压裂解时），因为反应转化率高，所以部分对异丁烯纯度要求较低的情况下，会减少一个第二水洗塔10，仅保留一个第一水洗塔9，又因为高转化率MTBE裂解往往属于常压裂解，所以工艺中采用一个压缩机5，将气相粗异丁烯液化为液相。此外，由于甲醇水溶液中溶解的少量（丁烯、二甲醚等）轻组分，无法完全从甲醇回收塔4中出去，所以对甲醇产品纯度要求高于99%的企业会在甲醇回收塔后，增加1个甲醇精制塔11。

为确保水洗分离效果，现有的MTBE裂解制异丁烯工艺技术中，无论是低转化率裂解反应（如图1所示）或是高转化率裂解反应（如图2所示），一般将水洗所得的甲醇水溶液（即送入甲醇回收塔4之前的甲醇水溶液）的浓度控制在20%以下。

从上述描述可以看出，现有的MTBE裂解制高纯异丁烯工艺存在流程长，多塔分离物耗大、低浓度甲醇水蒸馏能耗高，以及单塔甲醇分离回收时，甲醇产品纯度低的缺陷。

发明内容

为解决上述存在的问题，本发明提供了一种甲基叔丁基醚裂解制备高纯异丁烯的系统，及利用所述系统通过甲基叔丁基醚裂解制备高纯异丁烯的方法，所述系统和制备方法可制取纯度大于99.9%的高纯异丁烯，并可得到99%以上纯度的甲醇，降低设备的投资和能耗，减少了异丁烯的损耗。

为达到上述目的，本发明主要采用如下技术方案：

一种甲基叔丁基醚裂解制备高纯异丁烯的系统，所述系统包括：

一用于精制甲基叔丁基醚原料的精制塔；

一用于甲基叔丁基醚裂解的反应器；

一用于分离异丁烯和甲醇的气液分离罐；

一用于回收甲醇的甲醇回收塔；

一用于去除异丁烯内甲醇的甲醇水洗塔；

一用于去除异丁烯内轻组分的异丁烯脱轻塔；

一用于去除异丁烯内重组分的异丁烯脱重塔；

所述精制塔的上部接口与所述反应器的上部接口连接,所述反应器的下部接口与所述气液分离罐的中部接口连接,所述气液分离罐的上部接口与所述甲醇水洗塔的中部接口连接,所述甲醇水洗塔的上部接口与所述异丁烯脱轻塔的中部接口连接,所述异丁烯脱轻塔的下部接口与异丁烯脱重塔的中部接口连接;

所述气液分离罐的下部接口与所述甲醇回收塔的中部接口连接，所述甲醇回收塔的下部接口与所述甲醇水洗塔的中部接口连接,所述甲醇水洗塔的下部接口与所述甲醇回收塔的中部接口连接。

本专利上述系统主要针对甲基叔丁基醚在加压裂解的情况进行制备高纯异丁烯。

进一步优选地，所述系统还包括：

一用于将气相异丁烯转化为液相的压缩机；

所述气液分离罐的上部接口与所述压缩机的进口连接，所述压缩机的出口与所述甲醇水洗塔的中部接口连接；

所述甲醇水洗塔的下部接口与所述气液分离罐的中部接口连接。