[发明专利]一种从甲基叔丁基醚裂解产物中脱除甲醇的装置及方法

说明书

本发明公开了一种从甲基叔丁基醚裂解产物中脱除甲醇的装置及方法。将MTBE裂解产物与吸收液在多级气流剪切错流床中错流‑逆流接触，在高速旋转填料的剪切作用下，裂解气和吸收液多次分散、聚并与再分散，实现多级吸收。多级气流剪切错流床侧底部的气体进口通裂解气体，顶部的气体出口与净化气工段相连，侧顶部的液体进口通入吸收液，底部的液体出口用于排出吸收液，液体进口与泵相连，多级气流剪切错流床的液体出口则与富液槽相连；多级气流剪切错流床包括液体分布器、液体收集与再分布器、转子、定子、驱动装置和外壳。该设备气体与吸收液总体呈逆流接触，使气液间传质推动力更大，提高裂解气净化度，提高吸收富液中甲醇浓度和吸收液利用率。

技术领域

本发明涉及一种从甲基叔丁基醚裂解产物中脱除甲醇的装置及方法，属于甲醇脱除技术领域。

背景技术

异丁烯是一种非常重要的化工原料，根据纯度的不同，主要分为以混合状态存在的混合馏分异丁烯和高纯度异丁烯。混合馏分异丁烯中异丁烯含量一般在44％~49%，高纯度异丁烯通常指异丁烯纯度高于99.5%的异丁烯产品。高纯度异丁烯主要用于生产丁基橡胶、聚异丁烯、甲基丙烯腈、叔丁基硫醇、叔丁酚、抗氧剂、叔丁胺等一系列用途广泛、附加值高、国内急需的下游产品。随着世界各国加快发展高附加值精细化工产品，作为精细化工原料的高纯度异丁烯的需求与日俱增。目前国内企业生产的高纯度异丁烯在质量方面基本满足下游产品需求，但能耗方面还需加强节能降耗，尤其在分离甲醇工段。

目前，甲基叔丁基醚（MTBE）裂解法是世界上生产异丁烯的主要技术之一。MTBE法是利用抽余C4馏分中的异丁烯与甲醇反应得到的MTBE，进一步裂解制取高纯度异丁烯的方法。该技术原料易得，工艺过程简单，生产规模大，且MTBE的转化率高达99.8％，并且由于异丁烯和甲醇选择性高，裂解副产物少，催化剂活性稳定性好。其简要工艺为：MTBE与循环的MTBE-甲醇合并进入反应塔，在催化剂作用下裂解为异丁烯和甲醇，生成产物经冷凝分离后，上层为异丁烯，下层为甲醇。对上层产物，先除去副产物甲醚及轻组分，得到混有甲醇的异丁烯，随后送入异丁烯精馏塔中进行精馏，水洗、干燥等工艺，即得高纯度异丁烯成品。为了使产品中甲醇含量满足高纯度异丁烯的要求（如采用上述操作流程）必须使用大量的吸收液，并且建造数座高达几十米的吸收塔，这样不仅增大了建筑面积和建造费用，也大大提高设备的循环用水量，蒸汽量以及用电量等能耗物耗。因此，如何高效脱除MTBE裂解产物中的甲醇，减少建筑面积节约能源和降低生产成本显得至关重要。

目前工业上主要采用物理吸收法分离甲醇，并且不同的工艺过程采取不同的物理吸收法进行分离。例如，在石油化工企业脱除甲醇通过设置多座水洗塔，采用适宜的气液比达到分离甲醇的目的；在渣油气化流程和煤加压气化流程中，通常使用分子筛作为吸附剂的低温吸附法深度脱除甲醇；在酒精厂生产食品级二氧化碳脱除甲醇工艺中使用分子筛作为吸附剂。这些吸收方法都是以传统吸收塔为传质设备，从塔底通入的气体与塔顶喷淋下的液体在塔内逆流接触，从而实现脱除甲醇的目的。分离甲醇设备的传质效率和吸收剂的吸收能力直接影响着甲醇的脱除率和吸收剂的循环量，进而影响生产成本。由于传统的吸收塔传质效率低，需要建设一座或数座高达几十余米的吸收塔处理才能达到产品要求，使企业建造吸收塔的场地、成本居高不下，吸收剂循环量大。若采用吸收率高的分离甲醇装置，可以降低建造设备的费用和占地面积，同时减少吸收剂的循环量，从而降低能耗。因此，采用传质效率高的分离设备和选择吸收能力强的吸收液是降低生产成本、节能降耗的有效途径。

甲醇吸收液无毒、无味、价廉易得、不污染环境，具有良好的化学稳定性和热稳定性，在使用条件下不发生反应。甲醇吸收液吸收甲醇的过程具有典型的物理吸收特征。甲醇与甲醇吸收液可以任意比例互溶。在工况温度条件下，甲醇在甲醇吸收液中的溶解度服从亨利定律，随着压力降低、温度升高而降低。

甲醇吸收液吸收甲醇属于气膜控制过程。因此，在传质设备的设计和选择上，应提高气相流速、气相湍动、气液错流接触及增大相际接触面积等，以此来提高传质效率。