一种MTBE裂解制取高纯度异丁烯的工艺及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种MTBE裂解制取高纯度异丁烯的工艺及装置，包括依次连接的MTBE脱轻塔、MTBE脱重塔、裂解反应器、气液分离罐、气相水洗塔、产气缓冲罐、异丁烯中间罐、液相水洗塔、异丁烯脱轻塔；气液分离罐液相出口依次连接甲醇脱轻塔、甲醇精制塔；气相及液相水洗塔的出水口均与甲醇脱水塔相连接。本发明专利技术，增设异丁烯液相水洗塔，将异丁烯中的杂质最大限度脱除，异丁烯纯度提高至99.99％；增设甲醇精制塔，提高产物利用率；工艺中的水可循环利用，减少废水排出；换热器可利用余热，去掉了异丁烯脱重塔，总能耗节约10％以上。

A Process and Device for Producing High Purity Isobutylene by MTBE Pyrolysis

The invention discloses a process and device for producing high purity isobutylene by MTBE pyrolysis, including sequentially connected MTBE lightening tower, MTBE lightening tower, pyrolysis reactor, gas-liquid separation tank, gas-phase water washing tower, gas buffer tank, isobutylene intermediate tank, liquid-phase water washing tower and isobutylene lightening tower; gas-liquid separation tank liquid outlet is sequentially connected with methanol lightening tower and methanol refining tower; The outlets of the liquid phase washing tower are connected with the methanol dehydration tower. The invention adds an isobutylene liquid-phase water scrubbing tower to remove impurities in isobutylene to the maximum extent and increase the purity of isobutylene to 99.99%; adds a methanol refining tower to improve the utilization ratio of products; water in the process can be recycled to reduce waste water discharge; heat exchanger can utilize waste heat to remove the isobutylene weight removal tower, and the total energy consumption can be saved by more than 10%.

【技术实现步骤摘要】
一种MTBE裂解制取高纯度异丁烯的工艺及装置
本专利技术涉及一种MTBE裂解制取高纯度异丁烯的工艺及装置，属于化工领域。
技术介绍
异丁烯，又称2-甲基丙烯，是一种重要的化工原料，用于合成聚异丁烯橡胶、丁基橡胶、异戊二烯的主要单体，也广泛用作医药、农药、抗氧剂、合成高级润滑油、汽油添加剂和其他精细化工产品的原料。工业上,异丁烯几乎都是由炼厂气和裂解C4馏分中获得。炼厂气中异丁烯的含量一般为5％～12％,裂解C4馏分中一般为20％～30％。少数情况下用氧化铬－氧化铝催化剂由异丁烷催化脱氢而制得。以丙烯和异丁烷为原料用共氧化法生产环氧丙烷时，异丁烯其是联产物。但是随着精细化工的不断发展，对异丁烯的质量要求越来越高，上述工业生产异丁烯的方法很难达到异丁烯要求的质量，尤其是纯度方面。现阶段制备高纯度异丁烯的工艺大多采用一反六塔流程(一具反应器、一具冷却吸收塔、五具精馏塔)或一反五塔流程(一具反应器、一具冷却吸收塔、四具精馏塔)。以一反六塔流程为例来说明其工艺原理：来自罐区的原料MTBE经原料泵加压后送入醚处理塔，在醚处理塔中MTBE汽化，从塔顶脱除碳四等轻组分；从塔底排出异丁烯的低聚物等重组分；轻组分从醚处理塔顶馏出经醚处理塔冷凝冷却器冷却后进入醚处理塔回流罐，冷凝液经醚处理塔回流泵加压后打入醚处理塔顶作回流，不凝气从醚处理塔顶回流罐顶排出装置；塔底重组分直接排出装置。脱重、脱轻精制后纯度较高的MTBE从醚处理塔侧线采出，经使用导热油加热的原料预热器预热，再经过使用导热油加热的原料过热器，使其汽化后进入充满催化剂的反应器，在反应器中MTBE裂解为异丁烯和甲醇。反应器出口的高温反应生成物进入冷却塔吸收。冷却吸收塔采用来自甲醇脱水塔底并经冷却器冷却后的工艺水用泵加压后打入冷却吸收塔顶作吸收剂，系统内的吸收剂因消耗而减少时，由生活水来补充，冷却吸收塔底甲醇水溶液用吸收塔循环泵抽出，少部分送入甲醇脱水塔进行甲醇和水的分离，大部分经冷却器冷却后作回流；尾气从冷却吸收塔顶馏出进入产气缓冲罐，产气缓冲罐中气体经产气压缩机压缩加压，送入冷却器冷却为液相(粗异丁烯)，该液相粗异丁烯进入中间罐贮存，粗异丁烯中的凝结水从罐底水包切除。来自冷却吸收塔底的甲醇水溶液进入甲醇脱水塔进行分离，甲醇脱水塔底的工艺水经泵加压和冷却器冷却后送入冷却吸收塔顶作为吸收剂；粗甲醇从塔顶馏出，经塔顶冷却器冷却后进入回流罐，回流罐中的粗甲醇经泵加压后部分作为回流，部分送往甲醇脱轻塔进行精制。来自甲醇脱水塔回流罐的粗甲醇进入甲醇脱轻塔，从塔顶脱除其中的MTBE等轻组分，冷却后进入回流罐，回流罐中的MTBE等轻组分用泵加压后部分作为回流，部分和醚处理塔精制后的MTBE混合后进入裂解反应器；塔底为成品甲醇送出装置。来自异丁烯中间罐的粗异丁烯，用泵加压后进入异丁烯脱重塔，塔顶为微量的水和异丁烯经冷却器冷却后进入回流罐，回流罐中物料经泵加压后部分作为异丁烯脱重塔的回流，部分送入异丁烯脱轻塔；塔底为异丁烯的低聚物等重组分直接送出装置。来自异丁烯脱重塔回流罐的物料进入异丁烯脱轻塔，从塔顶馏出二甲醚和微量水等轻组分经冷却器冷却后进入回流罐，回流罐中物料经泵加压后作为回流使用；塔底为成品异丁烯送出装置。现存的MTBE裂解法制备的异丁烯的纯度只能达到99.4～99.7％，异丁烯的纯度还有待提高，能耗较大，所以MTBE裂解工艺急需改进。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的不足，而提供一种MTBE裂解制取高纯度异丁烯的工艺及装置，可以更好的除去了异丁烯中的重组分，使异丁烯纯度达到99.99％；此外，还可以减少能耗，提高产物的利用率，而减少废水的排出，增强环境友好性。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术首先提供一种MTBE裂解制取高纯度异丁烯的装置，包括依次连接的MTBE脱轻塔、MTBE脱重塔、裂解反应器、气液分离罐、气相水洗塔、产气缓冲罐、异丁烯中间罐、液相水洗塔、异丁烯脱轻塔，原料MTBE依次经脱除原料轻组分、脱除原料重组分、裂解反应、气液分离、气相水洗、气相缓冲、气相压缩、液相水洗、异丁烯脱轻后，得到高纯度的异丁烯产品，其特征在于：所述的MTBE脱轻塔，顶部设有轻组分出口，中下部设有MTBE进口，底部设有第一物料出口，其中：MTBE进口与提供原料MTBE的装置相连接；轻组分出口与储存轻组分的装置相连接；所述的MTBE脱重塔，顶部设有第二物料出口，中下部设有第一物料进口，底部设有重组分出口，其中：第一物料进口分为两路，其中一路与MTBE脱轻塔的第一物料出口相连接；重组分出口与储存重组分的装置相连接；所述的裂解反应器，设有第一进口和第一出口，其中：第一进口与MTBE脱重塔的第二物料出口相连接；所述的气液分离罐，顶部设有气相出口，中部设有进料口，底部设有液相出口，其中：进料口与裂解反应器的第一出口相连接；液相出口连接有甲醇脱轻塔；所述的甲醇脱轻塔，顶部设有第四物料出口，中下部设有第二物料进口，底部设有第三物料出口，其中：第二物料进口分为两路，其中一路与气液分离罐的液相出口相连接；第三物料出口连接有甲醇精制塔；所述的甲醇精制塔，顶部设有第五物料出口，中下部设有第三物料进口，底部设有精甲醇出口，其中：第三物料进口与甲醇脱轻塔的第三物料出口相连接；精甲醇出口与储存精甲醇的装置相连接；第五物料出口与MTBE脱重塔的第一物料进口的另一路相连接；所述的气相水洗塔，顶部设有第六物料出口，中上部设有第一进水口，中下部设有第四物料进口，底部设有第一出水口，其中：第四物料进口分为两路，一路与气液分离罐的气相出口相连接，另一路与甲醇脱轻塔的第四物料出口相连接；第一进水口与能够提供水源的装置相连接；第一出水口连接有甲醇脱水塔；所述的产气缓冲罐，设有第二进口和第二出口，其中：第二进口与气相水洗塔的第六物料出口相连接；所述的异丁烯中间罐，设有第三进口和第三出口，其中：第三进口与产气缓冲罐的第二出口相连接；所述的液相水洗塔，顶部设有第八物料出口，中上部设有第二进水口，中下部设有第五物料进口，底部设有第二出水口，其中：第五物料进口与异丁烯中间罐的第三出口相连接；第二进水口与能够提供水源的装置相连接；第二出水口也与甲醇脱水塔相连接；所述的甲醇脱水塔，顶部设有第七物料出口，中下部设有第三进水口，底部设有第三出水口，其中：第三进水口分为两路，一路与气相水洗塔的第一出水口相连接，另一路与液相水洗塔的第二出水口相连接；第三出水口分为两路，一路与气相水洗塔的第一进水口相连接，另一路与液相水洗塔(12)的第二进水口相连接，从而形成水体的循环利用；第七物料出口与甲醇脱轻塔(16)第二物料进口的另一路相连接；所述的异丁烯脱轻塔，顶部设有杂质出口，中下部设有第八物料进口，底部设有异丁烯产品出口，其中：第八物料进口与液相水洗塔的第八物料出口相连接；杂质出口与盛放杂质的装置相连接，异丁烯产品出口与采集异丁烯产品的装置相连接。上述技术方案中，所述的MTBE脱重塔的第二物料出口、裂解反应器的第一进口之间设有加热器，物料从第二物料出口流出后，经过加热器加热后再进入到裂解反应器的第一进口中。上述技术方案中，所述的裂解反应器的第一出口、气液分离罐的进料口之间设有第一冷却器。上述技术方案中，所述的产气缓本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种MTBE裂解制取高纯度异丁烯的工艺，其特征在于，包括以下步骤：(1)脱除原料MTBE中的轻组分：原料MTBE从MTBE进口进入到MTBE脱轻塔(1)中，在塔顶温度70‑75℃、塔顶压力0.35‑0.40MPa、塔釜温度103‑113℃、釜压力0.4‑0.45MPa的条件下脱除原料MTBE中的轻组分；脱除的轻组分从塔顶的轻组分出口排出；脱除了轻组分的原料MTBE依次流经第一物料出口、第一物料进口后进入到MTBE脱重塔(2)中；(2)脱除原料MTBE中的重组分：步骤(1)中脱除了轻组分的原料MTBE进入到MTBE脱重塔(2)中，在塔顶温度105‑115℃、塔顶压力0.40‑0.45MPa、塔釜温度120‑130℃、塔釜压力0.40‑0.50MPa的条件下脱除原料MTBE中的重组分；脱除的重组分从塔底的重组分出口排出；脱除了重组分的原料MTBE从第二物料出口流出，经加热器(3)加热至温度为220‑240℃后再由第一进口进入到裂解反应器(4)中；(3)裂解反应：步骤(2)中脱除了重组分的原料MTBE进入到裂解反应器(4)中，在220‑240℃、0.10‑0.20MPa的条件下进行裂解反应，生成异丁烯和甲醇，异丁烯和甲醇的温度为220‑240℃；异丁烯和甲醇从第一出口流出，经第一冷却器(5)冷却至温度为60‑70℃后再由进料口进入到气液分离罐(6)中；(4)气液分离：步骤(3)中的裂解反应生成的异丁烯和甲醇进入到气液分离罐(6)中，在60‑70℃、0.10‑0.20MPa的条件下进行气液分离，气相异丁烯依次流经气相出口、第四物料进口后进入到气相水洗塔(7)中；而液相甲醇依次流经液相出口、第二物料进口后进入到甲醇脱轻塔(16)中，在塔顶温度65‑70℃、塔顶压力0.10‑0.20MPa、塔釜温度80‑90℃、塔釜压力0.15‑0.25MPa的条件下脱除轻组分异丁烯；甲醇脱轻塔(16)中的轻组分异丁烯依次流经第四物料出口、第四物料进口后也进入到气相水洗塔(7)中，而重组分粗甲醇依次流经第三物料出口、第三物料进口后进入到甲醇精制塔(17)中，在塔顶温度65‑70℃、塔顶压力0‑0.10MPa、塔釜温度80‑85℃、塔釜压力0.1‑0.15MPa的条件下进行精制；甲醇精制塔(17)塔顶得到脱除的轻组分，依次流经第五物料出口、第一物料进口后返回至MTBE脱重塔(2)中循环利用，而得到的塔底得到的精甲醇从精甲醇出口排出从而进行采集；(5)气相水洗：步骤(4)中的异丁烯由气相水洗塔(7)中下部的第四物料进口进入到气相水洗塔(7)中，此时的异丁烯中夹带少量甲醇；而萃取用的水由中上部的第一进水口进入到气相水洗塔(7)中，在逆向接触的萃取的作用下，甲醇留在了水里，而气相异丁烯依次流经第六物料出口、第二进口后进入到产气缓冲罐(8)中缓冲；含有甲醇的水依次流经第一出水口、第三进水口后进入到甲醇脱水塔(14)中；(6)气相压缩：步骤(5)中经过产气缓冲罐(8)中缓冲的气体依次流经第二出口、压缩机(9)、第二冷却器(10)、第三进口后进入到异丁烯中间罐(11)中；气相异丁烯经过压缩机(9)压缩到0.4～0.5MPa、第二冷却器(10)冷却到35‑40℃后形成液相异丁烯，液相异丁烯依次流经第三出口、第五物料进口后进入到液相水洗塔(12)中；(7)液相水洗：步骤(6)中经过压缩和冷凝后形成的液相异丁烯由中下部的第五物料进口进入到液相水洗塔(12)中，而萃取用的水由中上部的第二进水口进入到液相水洗塔(12)中，在逆向接触的萃取的作用下，甲醇留在了水里，而液相异丁烯依次流经第八物料出口、第八物料进口后进入到异丁烯脱轻塔(13)中；含有甲醇的水依次流经第二出水口、第三进水口后进入到甲醇脱水塔(14)中；(8)甲醇脱水：步骤(5)中含有甲醇的水、步骤(7)中含有甲醇的水进入到甲醇脱水塔(14)中，在塔顶温度80‑85℃、塔顶压力0.05‑0.15MPa、塔釜温度125‑130℃、塔釜压力0.10‑0.15MPa的条件下进行甲醇脱水，脱除得到的水分依次流经第三出水口、第三冷却器(15)后分为两路，一路由第一进水口返回至气相水汽塔(7)循环利用、另一路由第二进水口返回至液相水洗塔(12)中循环利用；得到的粗甲醇依次流经第七物料出口、第二物料进口后进入甲醇脱轻塔(16)中按照步骤(4)所述的操作继续脱除轻组分异丁烯；(9)异丁烯脱轻：步骤(7)中的液相异丁烯进入到异丁烯脱轻塔(13)中，在塔顶温度50‑55℃、塔顶压力0.5‑0.55MPa、塔釜温度60‑65℃、塔釜压力0.55‑0.60MPa的条件下脱除轻组分，塔顶得到水和二甲醚等轻组分、塔底得到产品异丁烯，轻组分由杂质出口排出且被收集，而异丁烯由异丁烯产品出口排出后被采收。...

【技术特征摘要】
1.一种MTBE裂解制取高纯度异丁烯的工艺，其特征在于，包括以下步骤：(1)脱除原料MTBE中的轻组分：原料MTBE从MTBE进口进入到MTBE脱轻塔(1)中，在塔顶温度70-75℃、塔顶压力0.35-0.40MPa、塔釜温度103-113℃、釜压力0.4-0.45MPa的条件下脱除原料MTBE中的轻组分；脱除的轻组分从塔顶的轻组分出口排出；脱除了轻组分的原料MTBE依次流经第一物料出口、第一物料进口后进入到MTBE脱重塔(2)中；(2)脱除原料MTBE中的重组分：步骤(1)中脱除了轻组分的原料MTBE进入到MTBE脱重塔(2)中，在塔顶温度105-115℃、塔顶压力0.40-0.45MPa、塔釜温度120-130℃、塔釜压力0.40-0.50MPa的条件下脱除原料MTBE中的重组分；脱除的重组分从塔底的重组分出口排出；脱除了重组分的原料MTBE从第二物料出口流出，经加热器(3)加热至温度为220-240℃后再由第一进口进入到裂解反应器(4)中；(3)裂解反应：步骤(2)中脱除了重组分的原料MTBE进入到裂解反应器(4)中，在220-240℃、0.10-0.20MPa的条件下进行裂解反应，生成异丁烯和甲醇，异丁烯和甲醇的温度为220-240℃；异丁烯和甲醇从第一出口流出，经第一冷却器(5)冷却至温度为60-70℃后再由进料口进入到气液分离罐(6)中；(4)气液分离：步骤(3)中的裂解反应生成的异丁烯和甲醇进入到气液分离罐(6)中，在60-70℃、0.10-0.20MPa的条件下进行气液分离，气相异丁烯依次流经气相出口、第四物料进口后进入到气相水洗塔(7)中；而液相甲醇依次流经液相出口、第二物料进口后进入到甲醇脱轻塔(16)中，在塔顶温度65-70℃、塔顶压力0.10-0.20MPa、塔釜温度80-90℃、塔釜压力0.15-0.25MPa的条件下脱除轻组分异丁烯；甲醇脱轻塔(16)中的轻组分异丁烯依次流经第四物料出口、第四物料进口后也进入到气相水洗塔(7)中，而重组分粗甲醇依次流经第三物料出口、第三物料进口后进入到甲醇精制塔(17)中，在塔顶温度65-70℃、塔顶压力0-0.10MPa、塔釜温度80-85℃、塔釜压力0.1-0.15MPa的条件下进行精制；甲醇精制塔(17)塔顶得到脱除的轻组分，依次流经第五物料出口、第一物料进口后返回至MTBE脱重塔(2)中循环利用，而得到的塔底得到的精甲醇从精甲醇出口排出从而进行采集；(5)气相水洗：步骤(4)中的异丁烯由气相水洗塔(7)中下部的第四物料进口进入到气相水洗塔(7)中，此时的异丁烯中夹带少量甲醇；而萃取用的水由中上部的第一进水口进入到气相水洗塔(7)中，在逆向接触的萃取的作用下，甲醇留在了水里，而气相异丁烯依次流经第六物料出口、第二进口后进入到产气缓冲罐(8)中缓冲；含有甲醇的水依次流经第一出水口、第三进水口后进入到甲醇脱水塔(14)中；(6)气相压缩：步骤(5)中经过产气缓冲罐(8)中缓冲的气体依次流经第二出口、压缩机(9)、第二冷却器(10)、第三进口后进入到异丁烯中间罐(11)中；气相异丁烯经过压缩机(9)压缩到0.4～0.5MPa、第二冷却器(10)冷却到35-40℃后形成液相异丁烯，液相异丁烯依次流经第三出口、第五物料进口后进入到液相水洗塔(12)中；(7)液相水洗：步骤(6)中经过压缩和冷凝后形成的液相异丁烯由中下部的第五物料进口进入到液相水洗塔(12)中，而萃取用的水由中上部的第二进水口进入到液相水洗塔(12)中，在逆向接触的萃取的作用下，甲醇留在了水里，而液相异丁烯依次流经第八物料出口、第八物料进口后进入到异丁烯脱轻塔(13)中；含有甲醇的水依次流经第二出水口、第三进水口后进入到甲醇脱水塔(14)中；(8)甲醇脱水：步骤(5)中含有甲醇的水、步骤(7)中含有甲醇的水进入到甲醇脱水塔(14)中，在塔顶温度80-85℃、塔顶压力0.05-0.15MPa、塔釜温度125-130℃、塔釜压力0.10-0.15MPa的条件下进行甲醇脱水，脱除得到的水分依次流经第三出水口、第三冷却器(15)后分为两路，一路由第一进水口返回至气相水汽塔(7)循环利用、另一路由第二进水口返回至液相水洗塔(12)中循环利用；得到的粗甲醇依次流经第七物料出口、第二物料进口后进入甲醇脱轻塔(16)中按照步骤(4)所述的操作继续脱除轻组分异丁烯；(9)异丁烯脱轻：步骤(7)中的液相异丁烯进入到异丁烯脱轻塔(13)中，在塔顶温度50-55℃、塔顶压力0.5-0.55MPa、塔釜温度60-65℃、塔釜压力0.55-0.60MPa的条件下脱除轻组分，塔顶得到水和二甲醚等轻组分、塔底得到产品异丁烯，轻组分由杂质出口排出且被收集，而异丁烯由异丁烯产品出口排出后被采收。2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，步骤(3)中，经过裂解反应得到的产物，不依次流经第一出口、第一冷却器(5)、进料口后进入到气液分离罐(6)中，而是经过一次或者两次换热后再进入到气液分离罐(6)中。3.根据权利要求1或2所述的工艺，其特征在于，经过一次换热后再进入到气液分离罐(6)中的具体步骤如下：脱除了重组分的原料MTBE，依次流经第二物料出口、第一换热器(18)的第一冷物质进口、第一换热器(18)的第一冷物质出口、加热器(3)、第一进口后进入到裂解反应器(4)中进行裂解反应，生成异丁烯和甲醇，该产物依次流经第一出口、第一换热器(18)的第一热物质进口、第一换热器(18)的第一热物质出口、第一冷却器(5)、进料口后再入到气液分离罐(6)中；裂解反应得到的产物温度比较高，相当于热物质，而脱除重组分后的原料MTBE温度相对较低，相当于冷物质，脱除重组分后的原料MTBE从第一冷物质进口进、第一冷物质出口出，而裂解得到的产物从第一热物质进口进、第一热物质出口出，冷热交替从而进行热交换；经过一次热交换的产物，温度降低为170-190℃。4.根据权利要求1或2所述的工艺，其特征在于，经过两次换热后再进入到气液分离罐(6)中的具体步骤如下：原料MTBE依次流经第二换热器(19)的第二冷物质进口、第二换热器(19)的第二冷物质出口、MTBE进口后依次进入到MTBE脱轻塔(1)、MTBE脱重塔(2)中，按照步骤(1)、步骤(2)所述操作依次进行操作后，脱除了重组分的原料MTBE，依次流经第二物料出口、第一换热器(18)的第一冷物质进口、第一换热器(18)的第一冷物质出口、加热器(3)、第一进口后进入到裂解裂解反应器(4)中进行裂解反应，生成异丁烯和甲醇，该产物依次流经第...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛立军，王磐，路华良，
申请(专利权)人：凯瑞环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13