第一章
1.1 MTBE装置简介
工艺技术规程
玉门油田分公司炼油化工总厂MTBE装置，于2005年4月动工兴建， 2006年７月建成，设计规模为2.5万吨/年，投资4200多万元，占地面积为810m。本装置以气分装置的碳四和外购甲醇为原料，其产品MTBE是高辛烷值汽油的重要添加剂。装置的生产工艺采用齐鲁石油化工研究院开发的混相醚化专利技术，初步设计由齐鲁石油化工设计院编制，施工图设计由齐鲁石化设计院负责。装置分为两个操作单元：醚化反应及精馏单元和甲醇回收单元，完成醚化反应、精馏、碳四水洗、甲醇回收四个工序。 1.2 工艺原理 1.2.1 MTBE反应过程
异丁烯与甲醇在强酸阳离子交换树脂的作用下，在一定的温度和压力条件下发生加成反应，生成甲基叔丁基醚——MTBE。
主反应：
CH3 酸性阳离子树脂 2
+ CH3OH CH3—C=CH2 +
同时还产生如下副反应：
CH3 CH3 CH3 CH3—C=C + 1. + CH3—C=CH2 CH3—C=CH2 CH3OH + CH3OH
CH3 CH3—C=CH2
CH3—O—CH3
1.2MPa 45℃ CH3 CH3—C—CH3 O （MTBE）） CH3
CH3 〔─CH2—C─CH2─〕2 H
+ H2O （DIB）） （DME）） + H2O CH3 CH3—C—CH3 OH （TBA）） 1 / 34
DIB：二聚物、DME：二甲醚、TBA：叔丁醇。 主反应为放热反应，△H=－37千焦/克分子
以上几种杂质中DIB、TBA本身的辛烷值较高，留在MTBE产品中，不影响其使用性能，二甲醚的形成取决于温度、空速和甲醇浓度，其选择性很低，由于它的沸点很低，所以最终收集在C3烃中而不含在MTBE产品中，其余碳四组分与甲醇均不发生反应，可视为在工艺条件下的惰性物质。 1.2.2 混相床合成MTBE原理
装置采用的是筒式外循环醚化反应器，它的构型就是一个普通的固定床反应器。反应物料从反应器顶部进入，反应后物料从反应器底部排出，排出反应器后作为催化精馏塔进料.进入T101A，使异丁烯与甲醇继续反应。
C4与甲醇经过混合并控制醇烯比(摩尔比)在1.05 -1.1之间，进入到催化剂床层后，在0.9±O.05MPa的压力下发生醚化反应.产生的热量引起床层物料升温，而物料温度升高，会加速反应进行，放出更多热量。如此循环，即使反应初始温度较低.也会因反应热的释放而很快使床层温度升高。但是段间循环返回的物料是主要C4和MTBE的混合物(异丁烯含量很低)。这部分物料能吸收部分反应热，使整个床层温度降低。床层温度与外循环量的大小与温度有关，新装催化剂60～65℃，中期65～70℃，末期70～75℃。 筒式外循环反应器优点：
(1)没有高温点存在，它的最高温度是在反应器的出口，对催化剂使用寿命有利。 (2)结构简单、造价低、催化剂装卸方便。
(3)适于原料C4中异丁烯含量范围广，无论异丁烯含量高、低都能取得满意的效果，只需随时调整外循环量即可控制反应床层温度。 1.2.3 催化精馏原理
催化精馏塔就是在一个分离塔里装填有催化剂，这个塔除了固有的产品分离功能外，还有化学反应功能，是催化反应和分离操作两种功能兼有的新型设备。催化精馏塔与传统的共沸蒸馏塔相比，多了一个反应段,反应段设在精馏段和提馏段之间。在催化精馏塔的反应段内，反应物料在催化剂的作用下生成MTBE，反应物料从床层底部流到床层下面的塔盘上，由于塔盘的分离功能，将MTBE重组分和未反应完全的C4分离开，重组分向下流动，轻组分以汽相状态向上流动。轻组分