一种轻汽油烃重组醚化催化精馏工艺及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种轻汽油烃重组醚化催化精馏工艺及其装置。本发明专利技术提供的轻汽油烃重组醚化催化精馏工艺采用烃重组与催化蒸馏相结合的方法，让C5烯烃和C6烯烃在催化蒸馏塔的反应段的不同高度位置引入，从而达到在相同反应段区间与催化剂接触，同时将甲醇从反应段的两个不同高度引入催化蒸馏塔。本发明专利技术还提供了实现上述工艺的一种轻汽油烃重组醚化催化精馏装置。本发明专利技术提供的轻汽油烃重组醚化催化精馏工艺投资少，操作简单，能耗低，烯烃醚化转化率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于油品加工领域，具体涉及一种轻汽油烃重组醚化催化精馏工艺及其装置。
技术介绍
催化裂化汽油是我国商品汽油的主要调和组分。我国的催化裂化汽油烯烃含量过高，安定性差，因此需要减少烯烃含量以满足对成品汽油烯烃含量的限制。轻汽油馏分中含有丰富的叔碳烯烃，利用叔碳烯烃与低碳醇在酸性催化剂作用下发生醚化反应，即可减少汽油中烯烃含量，又能增加汽油辛烷值。烯烃与醇的醚化反应存在化学平衡的限制，需要在反应过程中不断移走产物醚，产物醚的沸点高于反应物的沸点，适合采用催化精馏方法促进反应平衡向正方向移动。此外，醚化反应放热量大，采用催化精馏方法将化学反应放热与蒸馏过程吸热相耦合，即可降低能耗，又能避免反应区过热。有关烯烃与醇醚化的催化蒸馏技术的报道如下：CN1348945公开了一种醚类产品生产方法，含有叔烯烃组分的轻烃与醇的醚化反应先在(预)醚化反应器中达到一定转化率后再进到催化蒸馏塔中进行反应和分离，产品醚从催化蒸馏塔底排出，而未反应的轻烃和醇从塔顶排出，进入醇回收塔。在醇回收塔顶流出的是醇与轻烃的共沸物，并循环使用，而塔釜为未反应的轻烃馏份，其中一部分轻烃馏分作为催化蒸馏塔的回流而返回，另一部分作为产品或进一步加工的原料排出。CN1634832在上述工艺的基础上，从催化蒸馏塔进料口以下位置采出一股含有醇、醚、烃的侧线混合物料，循环至预反应器入口，以提高塔釜ETBE产品纯度，同时回收利用未反应的脂肪醇。US5491267也公开了类似的侧线采出循环技术。CN101245255、CN101245257、CN101245258和CN101245259公开了一种催化裂化吸收稳定系统集成的醚化方法，在催化裂化稳定塔内装填醚化催化剂，催化剂选自强酸性阳离子交换树脂、分子筛催化剂和杂多酸催化剂中的一种或几种。烃类醚化原料与脂肪醇混合后进入催化裂化稳定塔，在催化裂化稳定塔的反应段与醚化催化剂接触反应并进行分馏，分离所得的液化气由稳定塔的塔顶得到，在稳定塔的塔底得到含有醚类化合物的稳定汽油。US5188725公开了一种流化催化裂化工艺与醚化反应组合方法，主要包括流化催化裂化、裂化产物的分馏和C4烯烃与甲醇的醚化三个部分，其中的醚化单元由两个流态化反应器和一个催化蒸馏塔组成，第一流化床采用沸石催化剂，第二流化床采用磺酸树脂催化剂，催化蒸馏采用US5000837公开的方法。US5679872公开的技术中，从催化蒸馏塔进料口以下的位置引出侧线，送入醇的分离塔回收未反应的醇。通过调节侧线流速，从催化蒸馏塔的塔底获得高纯度的醚，该技术工艺操作复杂，设备投资和能耗高。US5607557公开的技术是，将从催化蒸馏塔采出的侧线物料引入一个膜分离器，分出乙醇循环利用，将剩余的烃返回催化蒸馏塔。US5248836公开的流程是由一个固定床预反应器和一个催化蒸馏塔组成，由反应器流出的物料从催化蒸馏塔反应段下方进料，在反应区上方补充乙醇，反应段底部有液体接收装置，将收集的液体从侧线采出并送至管式反应器，塔釜采出ETBE，塔顶采出未反应的C4和乙醇的共沸物，用水洗回收醇。US6107526公开了一种醚化反应器和醚化催化蒸馏组合生产ETBE的工艺，原料经过预处理后先经过两级醚化反应器，再进入催化蒸馏塔，塔釜采出ETBE，塔顶采出醇和烃的混合物，需要水洗和蒸馏回收未反应的乙醇。US5243102公开了一种两级催化蒸馏流程，在第一级催化蒸馏塔中主要进行C5烯烃的醚化，塔顶采出的物料分成两股，其中的一股通入一个醚化反应器，让未反应的烯烃与醇进一步反应，然后循环至催化蒸馏塔的提馏段，塔釜液与补充的甲醇一起引入第二催化蒸馏塔，第二蒸馏塔中主要进行C6烯烃的醚化，塔顶流出物料是甲醇与C6烃的混合物。US5015782公开的方法是以C4及C4以上的异构烯烃为原料，两个串联的固定床反应器和一个催化蒸馏塔，反应器中装填中孔分子筛，塔中装填磺酸树脂。原料经过水洗、一段醚化、二段醚化，最后在催化蒸馏塔釜得到MTBE。在多个专利中还公开了催化蒸馏塔与沸点反应器组合，或者催化蒸馏塔与固定床预反应器组合的流程，即原料中的烯烃与甲醇先进入一个反应器，在反应器中发生液相反应，反应器的流出物进料到催化蒸馏塔中，未反应的烯烃继续与醇反应，过量的甲醇和未反应的烃作为塔顶馏出液排出，而醚或醚和重烃的混合物作为塔底产品排出，所述的专利为US4336407、US5243102、US5352848、US5015783、US5399787、US5003124和US4950803。US20060030741公开的沸点反应器与催化蒸馏塔组合技术的特点是将甲醇的加入量控制在小于化学计量比的范围，使醇反应完全，催化蒸馏塔顶不出现共沸物，塔顶流出物质含有惰性烃。这种方法需要通过监控反应区中甲醇的浓度严格控制甲醇的加料比，否则就会出现低转化率或者塔低醚化产物中甲醇含量超标，另外，过量的烯烃易发生聚合反应。US6930206、US20040210090和WO2003104168公开了一种用于合成叔戊基甲醚(TAME)的隔壁式催化蒸馏塔，是在反应段塔节的部分高度或全部高度设置纵向间壁，在隔壁的一侧装填固体催化剂，隔壁的另一侧仅具有分离作用，精馏段与常规精馏塔相同，提馏段分为有间壁和没隔壁两种形式。C5烃原料和甲醇先在一个固定床反应器中进行初级反应，然后将接近化学平衡组成的产物引入上述的隔壁式催化蒸馏塔无装填固体催化剂的一侧进行分馏。这种反应器与隔壁式催化蒸馏塔组合工艺不适合于沸程较宽的轻汽油醚化反应，因为轻汽油的醚化需要C5和C6活性烯烃都与催化剂接触，而C6+组分的存在使C5组分从隔壁的分馏侧直接进入精馏段，而不会进入隔壁另一侧的催化剂床层，因此C5烯烃的总转化率不高。现有技术存在两点不足之处，其一是当采用反应器与催化蒸馏塔组合的流程时反应放出的大量热不能得到有效利用，同时还容易在催化剂床层中产生热点；其二是由于C5烃与C6烃的沸点差别较大导致了其分布在催化蒸馏塔的不同高度，因此反应温度相差较大，不容易控制C5烯烃和C6烯烃同时处于催化剂最佳反应条件，因此醚化效果不好。
技术实现思路
为克服上述问题，本专利技术的目的是提供一种轻汽油烃重组醚化催化精馏工艺。该工艺能更好的满足催化剂适宜使用温度范围，而且该工艺投资少，操作简单，能耗低，烯烃醚化转化率高。本专利技术的另一目的是提供一种轻汽油烃重组醚化催化精馏装置，该装置可用于上述轻汽油烃重组醚化催化精馏工艺。为达到上述目的，本专利技术提供了一种轻汽油烃重组醚化催化精馏工艺，该工艺包括以下步骤：将烃类原料分离为轻组分和重组分；将轻组分和重组分分别引入催化蒸馏塔的反应段，并使轻组分的进料位置低于重组分的进料位置；将醇类原料分为两股分别引入催化蒸馏塔的反应段，其中一股醇进料的位置为反应段的底部，另一股醇进料的位置为所述轻组分和所述重组分进料位置之间；所述轻组分、重组分、醇类原料在反应段与醚化催化剂接触反应，气相物质从催化蒸馏塔塔顶采出，液相物质从塔底采出；所述轻组分为从烃类原料初馏点到切割温度的馏分，所述重组分为从切割温度到终馏点的馏分，所述切割温度为40-65℃；所述烃类原料包括含有异戊烯和异己烯的烃混合物或催化汽油切割≤75℃的轻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轻汽油烃重组醚化催化精馏工艺，该工艺包括以下步骤：将烃类原料分离为轻组分和重组分；将轻组分和重组分分别引入催化蒸馏塔的反应段，并使轻组分的进料位置低于重组分的进料位置；将醇类原料分为两股分别引入催化蒸馏塔的反应段，其中一股醇进料的位置为反应段的底部，另一股醇进料的位置为所述轻组分和所述重组分进料位置之间；所述轻组分、重组分、醇类原料在反应段与醚化催化剂接触反应，气相物质从催化蒸馏塔塔顶采出，液相物质从塔底采出；所述轻组分为从烃类原料初馏点到切割温度的馏分，所述重组分为从切割温度到终馏点的馏分，所述切割温度为40‑65℃；所述烃类原料包括含有异戊烯和异己烯的烃混合物或催化汽油切割≤75℃的轻汽油馏分；所述醇类原料包括甲醇和乙醇中的一种或两种的组合。

【技术特征摘要】
1.一种轻汽油烃重组醚化催化精馏工艺，该工艺包括以下步骤：将烃类原料分离为轻组分和重组分；将轻组分和重组分分别引入催化蒸馏塔的反应段，并使轻组分的进料位置低于重组分的进料位置；将醇类原料分为两股分别引入催化蒸馏塔的反应段，其中一股醇进料的位置为反应段的底部，另一股醇进料的位置为所述轻组分和所述重组分进料位置之间；所述轻组分、重组分、醇类原料在反应段与醚化催化剂接触反应，气相物质从催化蒸馏塔塔顶采出，液相物质从塔底采出；所述轻组分为从烃类原料初馏点到切割温度的馏分，所述重组分为从切割温度到终馏点的馏分，所述切割温度为40-65℃；所述烃类原料包括含有异戊烯和异己烯的烃混合物或催化汽油切割≤75℃的轻汽油馏分；所述醇类原料包括甲醇和乙醇中的一种或两种的组合。2.根据权利要求1所述的轻汽油烃重组醚化催化精馏工艺，其中，所述轻组分的进料位置为反应段的中部至底部，所述重组分的进料位置为反应段的中部至顶部；优选地，所述轻组分的进料位置为反应段底部。3.根据权利要求1或2所述的轻汽油烃重组醚化催化精馏工艺，其中，所述切割温度为50-55℃。4.根据权利要求1-3任意一项所述的轻汽油烃重组醚化催化精馏工艺，其中，所述催化蒸馏塔的工艺条件为：压力为0.1MPa-0.5MPa，反应段温度为60℃-90℃，液体质量空速为0.1h-1-10h-1。5.根据权利要求1-3任意一项所述的轻汽油烃重组醚化催化精馏工艺，其中，所述烃类原料分离包括闪蒸分离或精馏分离；优选为闪蒸分离。6.根据权利要求1-3任意一项所述的轻汽油烃重组醚化催化精馏工艺，其中，该工艺还包括以下步骤：将催化蒸馏塔塔顶采出的气相物质冷凝后进行分离，然后将分离得到的醇补入醇类原料，并将分离得到的其他组分与塔底采出的液相物质混合，混合产物作...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永红，李吉春，孔祥冰，张松显，李秋颖，任海鸥，李长明，薛英芝，李金阳，王洛飞，彭蓉，晁世海，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，天津大学，
类型：发明
国别省市：北京;11