煤基碳四生产MTBE∕丁烯-1工艺技术的优化及调整.pdf

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1、工艺管理煤基碳四生产MTBE/丁烯-1工艺技术的优化及调整李铁神华包头煤化工有限责任公司内蒙古包头014010摘要：阐述了以甲醇制烯烃混合碳四为原料的MTBE/丁烯-出有效的解决方案。1生产技术在甲醇制烯烃项目上的应用情况，对装置投料试车以1.MTBE产品质量不合格及生产运行过程中遇到的问题进行分析，并提出解决方案，确保装置投料试车后发现MTBE产品颜色发黄，且各项指标严重MTBE和丁烯-1产品合格。偏离设计指标，产品纯度只能达到68%，与设计指标97%（扣除碳关键词：甲醇制烯烃混合碳四醚化反应选

2、择性加氢五）相差29%。神华包头煤制项目是世界首套以煤为原料，通过煤气化制甲（1）原因分析醇，甲醇转化制烯烃，以烯烃聚合工艺路线生产聚烯烃产品的特①醚化反应器机理大型煤化工项目，其核心的DMTO工艺技术生产乙烯、丙烯主产在所选择的工艺条件下，原料碳四馏分中的异丁烯和甲醇混品，同时副产混合碳四、碳五、丙烷等副产品。合后通过催化剂床层，反应合成MTBE。反应方程式如下：一、MTB/丁烯-1装置简介（CH3）2－C=CH2＋CH3OH＝（CH3）3－C－O－CH3神华包头煤化工有限责任公司MTBE/丁烯

3、-1装置采用凯瑞异丁烯甲醇甲基叔丁基醚化工有限责任公司专利技术，主要生产MTBE和丁烯-1产品，副在合成MTBE的过程中，还同时发生少量的下列副反应：产抽余碳四和少量的燃料气、异丁烷，由中国石化上海工程公司a)异丁烯水合生成叔丁醇（TBA）：进行详细工程设计。装置设计公称能力为年产2万吨MTBE和2（CH3）2－C=CH2＋H20＝（CH3）3－C－OH万吨1-丁烯产品，年操作时数为8000小时，操作弹性为70％～异丁烯水叔丁醇（TBA）110％。装置区占地面积12600m2，主要生产设施由MTB

4、E单元、b)异丁烯二聚生成二异丁烯（DIB）：丁二烯加氢单元和丁烯-1分离单元三部分组成。装置于2011年（2CH3）2－C=CH2＝（CH3）3－C－CH2－C（CH3）=CH23月破土动工建设，12月建成中交，2012年7月18日投料试车一异丁烯DIB次成功。c)正丁烯与甲醇反应生成（MSBE）:工艺包由凯瑞化工有限责任公司、天津市新天进科技开发有CH2＝CH-CH2-CH3＋CH3OH＝CH3-O-CH-(CH3)-CH2-CH3限公司和淄博绿星化工技术有限公司联合设计。以混和碳四和丁烯-1

5、甲醇甲基仲丁基醚甲醇为原料，在酸性树脂醚化催化剂作用下通过异丁烯与甲醇反d)甲醇缩合生成二甲醚（DME）：应，生产MTBE产品；醚化反应后的混和碳四通过加氢反应去除2CH3OH→CH3OCH3+H2O影响丁烯-1产品质量的少量丁二烯和炔烃；加氢后的碳四通过三甲醇二甲醚塔分离得到丁烯-1产品，抽余碳四（主要含丁烯-2）作为2-PH装②MTBE产品纯度较低的原因分析置（2-丙基庚醇）原料。具体流程（见图1）：从表1可以看出，MTBE产品纯度较低主要是MSBE、DIB、三聚物组分过高所致。其中，甲基仲丁

6、基醚（MSBE）为无色液体，其超标只是影响MTBE产品的纯度并不影响颜色，而其也是作为汽油调和剂的有效成分。MSBE的产生主要与反应温度、空速和醇烯比有关。甲醇制烯烃混合碳四中的异丁烯平均含量仅为4.2%（wt），与石油混合碳四相比低77~91%；而丁烯-1含量为29%，较石油裂解碳四基本持平，与催化裂化碳四相比高57%。而甲醇制烯烃MTBE装置基于石油基装置的运行数据进行设计的，从原料组分来看，在适宜的条件下，丁烯-1与甲醇生产MSBE的副反应较生成MTBE的主反应相对较高，是导致副产品MSBE

7、的含量相对较高的主要原因之一。③MTBE产品显黄色的原因分析图1：先醚化后加氢流程示意图a)DIB为异丁烯的自聚物是导致MTBE颜色发黄的主要原二、存在的问题及解决方案因。MTBE/丁烯-1装置在投料试车以及生产运行中暴露出工程b)从表2可以看出，MTO混合碳四中1,3丁二烯含量为1.4%设计、工艺参数、产品质量等方面的诸多问题，鉴于此装置技术管（wt），而醚化反应条件要求原料碳四中1,3丁二烯的含量＜理人员，收集了大量的试车数据和生产运行数据进行分析，并提0.5%。高浓度的1,3丁二烯在醚化反应

8、器特别是在催化蒸馏上塔1702014年11月工艺管理较高的温度下，1,3丁二烯会发生自聚反应，产生的自聚物大部分130%超负荷下运行，导致分离效果较差，碳四中夹带碳五。为彻进入MTBE产品中，导致产品发黄。而石油基MTBE装置碳四原底解决原料碳四中夹带碳五对MTBE产品质量的影响和脱丁烷料一般为丁二烯抽提后的剩余碳四，其中的丁二烯含量很低，不塔超负荷问题，将原脱丁烷塔进行整体更换，提高了脱丁烷塔的会对醚化反应带来影响。处理能力，技改投入运行后碳四中的碳五含量达到＜0.04%。c)M