一種減輕水洗及回收系統(tǒng)腐蝕的mtbe生產(chǎn)裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及MTBE生產(chǎn)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種減輕水洗及回收系統(tǒng)腐蝕的MTBE 生產(chǎn)方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于國內(nèi)對(duì)汽油需求量和汽油品質(zhì)要求的逐年提高，生產(chǎn)無鉛、含氧、高辛烷值低 芳烴、低烯烴汽油是當(dāng)前環(huán)保的迫切需求。甲基叔丁基醚（MTBE)有極好的抗爆性，其研究 法辛烷值為117。作為汽油的優(yōu)質(zhì)調(diào)合組分越來越受到普遍歡迎，其需求量也日益增加， 同時(shí)生產(chǎn)MTBE又可有效地利用裂解碳四組分或者催化裂化碳四，可生產(chǎn)高純度的MTBE和 1- 丁烯產(chǎn)品，因此，MTBE裝置的生產(chǎn)越來越受到重視。
[0003] 生產(chǎn)MTBE最常見的工藝流程是采用異丁烯與甲醇在催化劑作用下進(jìn)行醚化作用 生成MTBE，裝置相應(yīng)有醚化反應(yīng)系統(tǒng)、反應(yīng)精餾系統(tǒng)、甲醇萃取系統(tǒng)和甲醇回收系統(tǒng)，如果 繼續(xù)生產(chǎn)i-丁烯產(chǎn)品，則相應(yīng)有脫異丁烷系統(tǒng)和i-丁烯精制系統(tǒng)。
[0004]目前國內(nèi)MTBE裝置選用的催化劑一般為陽離子交換樹脂，這種催化劑是大孔徑 強(qiáng)酸性陽離子樹脂，由苯乙烯和二乙苯按1:1的摩爾比，用懸浮法生成的催化劑顆粒稱為 裸基催化劑，經(jīng)過分子篩篩選后的裸基催化劑，用濃度為98%硫酸酸化、水洗后，才制成大 孔徑強(qiáng)酸性陽離子樹脂催化劑。由此可見，采用這種催化劑生產(chǎn)MTBE，裝置不可避免地會(huì)產(chǎn) 生腐蝕，其腐蝕機(jī)理為：
[0005] 1)原料中含有的金屬陽離子、硫化物和堿性物質(zhì)等置換催化劑中的H+，造成H+脫 落：
[0006] RHS03+M+-RS03M+H+;
[0007] 2)正常反應(yīng)溫度或超溫情況下催化劑中磺酸基的脫落：
[0008] RHS03-RS03+H+;
[0009] 3)在有水、酸及高溫等條件下，催化劑上的磺酸基會(huì)脫落：
[0010] RHS03+H20 一H2S04+HR;
[0011] 4)催化劑生產(chǎn)過程中本身殘留的游離酸；
[0012] 5)原料甲醇中帶入的甲酸。
[0013] 因此，裝置內(nèi)部就形成了酸性環(huán)境，在甲醇萃取系統(tǒng)中，萃取水在萃取甲醇的過程 中將醚后碳四中的酸性物質(zhì)洗出來，致使萃取水長(zhǎng)期呈酸性，從而造成了甲醇水洗、回收系 統(tǒng)的腐蝕，一般在甲醇回收塔前的換熱系統(tǒng)和進(jìn)料線上腐蝕最為嚴(yán)重。
[0014] 專利CN102260138介紹了一種減小MTBE生產(chǎn)裝置中設(shè)備腐蝕的方法，增加填裝 離子交換劑的脫酸罐，將其安裝在醚后碳四和甲醇混合物的管線上或甲醇萃取塔萃取循環(huán) 水的出口管線上或甲醇萃取塔萃取循環(huán)水的進(jìn)口管線上。該方法只是單獨(dú)從脫酸提高甲醇 萃取循環(huán)水的pH值上考慮，并不能根本上解決甲醇回收系統(tǒng)的腐蝕問題。
[0015] 有鑒于此，特提出本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016] 本發(fā)明的第一目的在于提供一種減輕水洗及回收系統(tǒng)腐蝕的MTBE生產(chǎn)裝置，所 述的生產(chǎn)裝置在腐蝕最為嚴(yán)重的部位安裝兩級(jí)過濾設(shè)備，除去了顆粒雜質(zhì)、腐蝕產(chǎn)物及酸 根離子，使萃取水得到凈化，從根本上解決了甲醇回收系統(tǒng)的腐蝕問題，而且不需要增加加 壓栗等動(dòng)力設(shè)施，具有簡(jiǎn)單、安全、高效的優(yōu)點(diǎn)。
[0017] 本發(fā)明的第二目的在于提供一種減輕水洗及回收系統(tǒng)腐蝕的MTBE生產(chǎn)方法，所 述的生產(chǎn)方法能夠除去萃取水中的顆粒雜質(zhì)、鐵鹽等腐蝕產(chǎn)物及酸根離子，使其得到根本 性凈化。
[0018] 為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，特采用以下技術(shù)方案：
[0019] -種減輕水洗及回收系統(tǒng)腐蝕的MTBE生產(chǎn)裝置，包括依次連接的甲醇萃取塔、第 一過濾器、第二過濾器和甲醇回收塔；所述第一過濾器的過濾介質(zhì)為沸石和/或活性炭，所 述第二過濾器為強(qiáng)堿性陰離子交換器。
[0020] 上述生產(chǎn)裝置在腐蝕最為嚴(yán)重的部位，即甲醇萃取塔和甲醇回收塔之間設(shè)置了第 一過濾器、第二過濾器這兩級(jí)過濾設(shè)備，分步除去了顆粒雜質(zhì)、鐵鹽等腐蝕產(chǎn)物以及酸根離 子等發(fā)揮腐蝕作用的主要雜質(zhì)，因此從根本上解決了萃取水對(duì)裝置的腐蝕問題。
[0021] 其中，第一過濾器以沸石和/或活性炭為介質(zhì)，主要去除了顆粒雜質(zhì)、鐵鹽等腐蝕 產(chǎn)物等雜質(zhì)，并且優(yōu)選以沸石和活性炭的混合物為介質(zhì)，使兩者在除雜類型上得到互補(bǔ)，兩 者的混合比例可以任意選擇。第二過濾器即強(qiáng)堿性陰離子交換器，主要去除酸根離子，包括 無機(jī)酸根離子和有機(jī)酸根離子，同時(shí)中和H+。
[0022] 由此可見，上述生產(chǎn)裝置不僅直接去除了萃取水中的酸根離子，中和了H+，而且還 去除了會(huì)導(dǎo)致H+增加的硫化物、金屬鹽等雜質(zhì)，結(jié)合"預(yù)防"和"去除"兩個(gè)手段來根本性解 決了萃取水的腐蝕問題。
[0023] 另外，在實(shí)際生產(chǎn)中，根據(jù)需求不同，MTBE生產(chǎn)裝置所涉及的所有設(shè)備類型可能會(huì) 區(qū)別，但基本框架相同，例如甲醇萃取塔連接上游設(shè)備，而甲醇回收塔也可常規(guī)連接換熱設(shè) 備。
[0024] 優(yōu)選地，所述強(qiáng)堿性陰離子交換器的介質(zhì)為大孔吸附-強(qiáng)堿混合型陰離子交換樹 脂。
[0025] 大孔吸附-強(qiáng)堿混合型陰離子交換樹脂不僅可以有效吸附無機(jī)酸根離子，而且可 以高效吸附大分子的有機(jī)酸根離子，因此凈化效果更優(yōu)?？蛇x用的大孔吸附-強(qiáng)堿混合型 陰離子交換樹脂有：大孔強(qiáng)堿性苯乙烯系陰離子交換樹脂D201、大孔強(qiáng)堿性苯乙烯系陰離 子交換樹脂D201FC等。
[0026] 優(yōu)選地，所述第一過濾器和/或所述第二過濾器都連接有再生沖洗管線。
[0027] 當(dāng)?shù)谝贿^濾器和/或所述第二過濾器的空速過低或者壓力降過高時(shí)，采用再生沖 洗管線沖洗，以便再生，可以實(shí)現(xiàn)過濾器的循環(huán)利用。
[0028] -種減輕水洗及回收系統(tǒng)腐蝕的MTBE生產(chǎn)方法，包括下列步驟：
[0029] 從甲醇萃取塔中流出萃取水；
[0030] 以沸石和/或活性炭為過濾介質(zhì)除去所述萃取水中的雜質(zhì)，得到一級(jí)處理的萃取 水；
[0031] 使所述一級(jí)處理的萃取水通過強(qiáng)堿性陰離子交換器，得到二級(jí)處理的萃取水；
[0032] 使所述二級(jí)處理的萃取水進(jìn)入甲醇回收塔，進(jìn)行后續(xù)回收和生產(chǎn)。
[0033] 上述生產(chǎn)方法減輕水洗及回收系統(tǒng)腐蝕的原理與上文中的生產(chǎn)方法一致，均是先 通過沸石和/或活性炭去除顆粒雜質(zhì)、鐵鹽等腐蝕產(chǎn)物等雜質(zhì)，再通過強(qiáng)堿性陰離子交換 器去除酸根離子，中和H+，最終達(dá)到凈化目的。
[0034] 優(yōu)選地，所述強(qiáng)堿性陰離子交換器的介質(zhì)為大孔吸附-強(qiáng)堿混合型陰離子交換樹 月旨。同理，該樹脂不僅可以有效吸附無機(jī)酸根離子，而且可以高效吸附大分子的有機(jī)酸根離 子，因此凈化效果更優(yōu)。
[0035] 優(yōu)選地，所述以沸石和/或活性炭為過濾介質(zhì)除去雜質(zhì)的方法為：連續(xù)動(dòng)態(tài)吸附 法；可以避免使用大型儲(chǔ)罐，降低設(shè)備成本。所述吸附時(shí)間優(yōu)選為30-60min;針對(duì)萃取水的 雜質(zhì)含量，該時(shí)間內(nèi)基本吸附完全。另外，為了提高吸附效率，所述過濾介質(zhì)與所述萃取水 的配比優(yōu)選為：每50ml所述萃取水中加入0. 5g-2g所述過濾介質(zhì)，溫度優(yōu)選為25-60°C。
[0036] 優(yōu)選地，所述一級(jí)處理的萃取水通過陰離子交換器的空速為2_30h\溫度優(yōu)選為 25-50。。。
[0037] 優(yōu)選地，還包括：用氫氧化鈉溶液沖洗所述強(qiáng)堿性陰離子交換器中的樹脂，進(jìn)行再 生?？梢詫?shí)現(xiàn)陰離子交換器的循環(huán)利用，節(jié)省成本。另外，建議在樹脂壓力降過高，空速過 低或萃取水的PH值低于6. 5時(shí)進(jìn)行再生。
[0038] 優(yōu)選地，在用氫氧化鈉溶液沖洗所述強(qiáng)堿性陰離子交換器中的樹脂之后還包括： 用鹽水沖洗所述強(qiáng)堿性陰離子交換器中的樹脂。用鹽水沖洗可以去除殘留的氫氧化鈉溶 液。
[0039] 優(yōu)選地，進(jìn)行再生時(shí)，氫氧化鈉溶液的流速為8X10 5-3X10 4m/s，可以較快地實(shí) 現(xiàn)再生。為提高再生效率，NaOH溶液濃度優(yōu)選為6% -8%，用量為2-3倍的樹脂體積，采用 動(dòng)態(tài)逆流再生，溫度優(yōu)選為20°C-40°C。
[0040] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：
[0041] (1)采用沸石和/或活性炭和強(qiáng)堿性陰離子交換器兩級(jí)過濾，既除去了酸根離子， 中和了H+，又除去了會(huì)導(dǎo)致H+增多的腐蝕產(chǎn)物、顆粒等雜質(zhì)，因而從根本上解決了萃取水對(duì) 裝置的腐蝕問題。
[0042] (2)所用的過濾器都為可再生的設(shè)備，因而成本低，且環(huán)保。
[0043] (3)增加的過濾設(shè)備不影響生產(chǎn)裝置中的其它設(shè)備及設(shè)備間的連用，因此應(yīng)用范 圍廣，適用于有相似水處理要求的其它工藝流程上。
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