用于通過mtbe或etbe的裂解生產(chǎn)高純度異丁烯的方法及用于生產(chǎn)相關(guān)醚的綜合方法
【專利說明】用于通過MTBE或ETBE的裂解生產(chǎn)高純度異丁烯的方法及用于生產(chǎn)相關(guān)醚的綜合方法
[0001]本專利申請(qǐng)涉及用于通過MTBE (甲基-叔丁基醚)或ETBE (乙基-叔丁基醚)的裂解生產(chǎn)高純度異丁烯的方法以及用于生產(chǎn)相關(guān)醚(MTBE或ETBE)的綜合方法。
[0002]用于生產(chǎn)異丁烯的方法通常是商業(yè)MTBE (即，具有按重量計(jì)通常高于98%的純度(根據(jù)銷售規(guī)格))的吸熱裂解反應(yīng)。
[0003]反應(yīng)在極具選擇性的催化劑的存在下發(fā)生，而不存在任何腐蝕問題并且應(yīng)當(dāng)具有相對(duì)長(zhǎng)的生命周期，而不會(huì)產(chǎn)生針對(duì)環(huán)境的毒性問題。
[0004]催化劑必須是酸性的并且是活性的:活性保證每個(gè)反應(yīng)步驟的MTBE的高轉(zhuǎn)化，而酸性限制副反應(yīng)和副產(chǎn)物的形成。
[0005]裂解反應(yīng)在管式反應(yīng)器的氣相中發(fā)生，其中，將催化劑放置在管側(cè)，MTBE的轉(zhuǎn)化高于80%，在范圍從100°C至300°C的溫度下操作，使用適當(dāng)壓力下的蒸汽或?qū)嵊妥鳛榧訜嵩O(shè)備。
[0006]通常將來自氧化化合物的裂解的異丁烯的生產(chǎn)工廠分為三個(gè)部分:反應(yīng)部分、用于回收和純化異丁烯的部分、以及用于回收甲醇以及其可能的純化的部分。
[0007]然后，將異丁烯用在用于生產(chǎn)橡膠或用于生產(chǎn)化學(xué)制品的工廠中。
[0008]生產(chǎn)方案通常依次由反應(yīng)器、分餾塔和洗滌塔組成。
[0009]從已知技術(shù)的異丁烯的生產(chǎn)方案，難以實(shí)現(xiàn):
[0010]-在反應(yīng)和后續(xù)分離階段以及洗滌階段過程中形成的產(chǎn)物中的共沸混合物(MTBE-甲醇、MTBE-TBA等)的分離；
[0011]-具有高純度的甲醇的生產(chǎn)(事實(shí)上，存在兩種甲醇生產(chǎn)方案，一種具有適合于生產(chǎn)MTBE的95%的純度，以及另一種，商業(yè)上定義為A級(jí)，適合于銷售，具有99.85%的純度)；
[0012]-發(fā)生副反應(yīng)并且因而形成副產(chǎn)物的控制。
[0013]現(xiàn)在，已經(jīng)發(fā)現(xiàn):能夠通過包括以下的解決方案消除或大幅度降低以上指出的已知技術(shù)的缺點(diǎn):使洗滌塔與分餾塔顛倒，從而將洗滌塔定位在分餾塔之前，因而避免必須在難以分離的共沸混合物的存在下操作。
[0014]在洗滌過程中回收所有的甲醇(或在ETBE的情況下的乙醇)和水，從而有利于回收未轉(zhuǎn)化的MTBE (或ETBE)。
[0015]特別地，在MTBE的情況下，為了控制副產(chǎn)物的形成，將以上所有DME (在甲醇A級(jí)的情況下存在的側(cè)流股)或從工廠中產(chǎn)生的冷凝物回收的水再循環(huán)至反應(yīng)器。
[0016]用于由普遍包含MTBE(甲基-叔丁基醚)或ETBE(乙基-叔丁基醚)的流股開始生產(chǎn)高純度異丁烯的本發(fā)明的方法、目的依次主要包括以下區(qū)域:
[0017].分餾區(qū)域，用于獲得高純度MTBE或ETBE的流股；
[0018]?所述MTBE或ETBE的流股的裂解區(qū)域，用于獲得普遍包含異丁烯和相關(guān)醇(甲醇或乙醇)的外流流股；
[0019].離開裂解區(qū)域的流股的具有水的洗滌區(qū)域，用于回收相關(guān)醇，以獲得包含異丁烯、進(jìn)料的醚、以及輕質(zhì)化合物的流股以及基本上由水和相關(guān)醇組成的流股；洗滌區(qū)域具有相關(guān)分餾部分，用于將待循環(huán)至相同的洗滌區(qū)域的洗滌水與相關(guān)醇分離；
[0020].包含異丁烯、進(jìn)料的醚、以及輕質(zhì)化合物的流股的分餾區(qū)域，用于分離高純度異丁烯的流股。
[0021]具體地，當(dāng)從普遍包含MTBE的流股開始時(shí)，該方法依次主要包括以下區(qū)域:
[0022].分餾區(qū)域，用于獲得具有按重量計(jì)高于98%的純度的MTBE流股；
[0023].所述MTBE的流股的裂解區(qū)域，用于獲得普遍包含甲醇和異丁烯的外流流股；
[0024].離開裂解區(qū)域的流股的具有水的洗滌區(qū)域，用于回收甲醇，以獲得包含異丁烯、MTBE、以及輕質(zhì)化合物的流股以及基本上由水和甲醇組成的流股；洗滌區(qū)域具有相關(guān)分餾部分，用于將待循環(huán)至相同的洗滌區(qū)域的洗滌水與甲醇分離；
[0025].包含異丁烯、MTBE、以及輕質(zhì)化合物的流股的分餾區(qū)域，用于分離高純度異丁烯的流股。
[0026]用于從MTBE開始生產(chǎn)異丁烯的所述方法優(yōu)選包括以下步驟:
[0027].將包含MTBE的流股進(jìn)料至用于MTBE純化的一個(gè)或多個(gè)分餾塔，分離包含MTBE和比MTBE輕的化合物的流股、具有按重量計(jì)高于98%的純度的MTBE的流股、以及包含MTBE和比MTBE重的化合物的流股；
[0028]?將具有按重量計(jì)高于98%的純度的MTBE的流股進(jìn)料至一個(gè)或多個(gè)裂解反應(yīng)器，獲得由裂解產(chǎn)物和未轉(zhuǎn)化的試劑組成的外流流股；
[0029].將由裂解產(chǎn)物和未轉(zhuǎn)化的試劑組成的外流流股進(jìn)料至具有水的洗滌塔，在頂部分離包含異丁烯、MTBE和輕質(zhì)化合物的流股，并且在底部分離普遍包含甲醇和水的流股，進(jìn)而送至用于將待循環(huán)至洗滌塔的水與甲醇分離的一個(gè)或多個(gè)分餾塔；
[0030].將從洗滌塔的頂部分離的流股進(jìn)料至分餾塔，用于將異丁烯與MTBE分離，在頂部獲得包含異丁烯和輕質(zhì)化合物的流股，并且在底部獲得包含MTBE和較重化合物的流股；
[0031]?將從分餾塔的頂部分離的包含異丁烯和輕質(zhì)化合物的流股進(jìn)料至用于異丁烯純化的另一個(gè)分餾塔，在頂部獲得包含輕質(zhì)化合物的流股，并且在底部獲得包含高純度異丁烯的流股。
[0032]可以將洗滌塔底部包含甲醇和水的流股送至單個(gè)分餾塔，在頂部分離包含甲醇和醚的流股，并且在底部分離循環(huán)至洗滌塔或第一分餾塔的水，所述第一分餾塔在頂部分離基本上由醇和醚組成的高辛烷值混合物(HOM)，并且在底部分離送至第二分餾塔的水和甲醇的流股，所述第二分餾塔在頂部分離高純度甲醇(A級(jí))的流股，并且在底部分離循環(huán)至洗滌塔的水。
[0033]還可以從水和甲醇流股的可能的第二分餾塔側(cè)向地除去循環(huán)至一個(gè)或多個(gè)裂解反應(yīng)器的流股。
[0034]可以優(yōu)選將在底部包含用于將異丁烯與MTBE分離的分餾塔的MTBE流股循環(huán)至用于純化MTBE的一個(gè)或多個(gè)分餾塔。
[0035]可以在范圍從Ibarg至12bar g，優(yōu)選地，從4barg至8bar g的壓力下，操作用于MTBE純化的分餾塔。
[0036]可以在范圍從100°C至300°C，優(yōu)選地，從150°C至240°C的溫度下，以及在范圍從Ibarg至1bar g，優(yōu)選地，從3barg至6bar 8的壓力下，操作一個(gè)或多個(gè)裂解反應(yīng)器。
[0037]可以利用選自以下的多種酸催化劑操作一個(gè)或多個(gè)裂解反應(yīng)器:離子交換樹脂、適當(dāng)改性的沸石、基于硅化鋁的催化劑、硼硅沸石(boralite)、沸石、以及適當(dāng)改性的二氧化硅。在這些催化劑中，優(yōu)選使用利用以按重量計(jì)范圍從0.1%至3%的量的氧化鋁的添加改性的二氧化硅(EP-524679)。
[0038]可以在范圍從20°C至100°C，優(yōu)選地，從30°C至50°C的溫度下，以及在范圍從2barg至15bar g，優(yōu)選地，從6barg至9bar 8的壓力下，操作離開一個(gè)或多個(gè)裂解反應(yīng)器的流股的洗滌塔。
[0039]可以在范圍從2barg至1bar g，優(yōu)選地，從4barg至6bar g的頂部壓力下，操作用于將異丁烯與MTBE分離的分餾塔。
[0040]可以在范圍從2barg至15bar g，優(yōu)選地，從6barg至9bar g的頂部壓力下，操作用于純化異丁烯的分餾塔。
[0041]可以在范圍從大氣壓至10barg，優(yōu)選地，從0.1barg至5bar g的頂部壓力下，操作來自洗滌塔的底部的普遍包含甲醇和水的流股的一個(gè)或多個(gè)分餾塔。
[0042]本發(fā)明的進(jìn)一步的目的涉及用于生產(chǎn)MTBE或ETBE和高純度異丁烯的綜合方法。
[0043]從普遍包含C4烴的流股開