MTBE生产原理及主要生产工艺 2
1生产原理 2
1 反应机理 MTBE一般是以甲醇和异丁烯为原料,在酸性催化剂的作用下合成的
合成MTBE的催化剂主要有:氢氟酸、硫酸、苯乙烯系阳离子交换树脂、固体酸、分子筛、杂多酸等,在工业上用得最多的是树脂催化剂
2 反应方程式 MTBE的反应是一个选择性加成反应,烯烃中的叔碳原子在酸性催化剂的存在下形成正碳离子,再与醇结合形成醚
其反应是一个可逆放热反应
主反应 CH2 CH3 ‖ CH3—C—CH3+CH3—OH CH3—C—O—CH3+(—ΔH1) CH3 可能的副反应有: ① 异丁烯水合生成叔丁醇(TBA) CH2 CH3 ‖ CH3—C—CH3+H2O CH3—C—CH3+(—ΔH2) CH3 ② 异丁烯二聚生成二异丁烯(DIB) ③ 甲醇脱水生成二甲醚(DME)和水 2CH3—OH CH3—O—CH3+H2O ΔH1(298)=36
46kJ·mol-1 ΔH2(298)=69
20kJ·mol-1 ΔH3(298)=34
96kJ·mol-1 2
3 生产流程 MTBE 合成装置包括反应系统和分离、回收系统
工艺流程如图 1
混合 C4与含水为 0
05%(质量)的原料甲醇加压至 1
472Mpa,并在文丘里混合器内混合后预热至 47 C
混合原料从顶部进入第一醚化反应器,反应器内装有磺酸基离子交换树脂催化剂
醚化反应产物自反应器底部流出后减压,并和第一 C4 塔塔底出料进行换热,升温至泡点温度后,由中部进入第一 C4 塔
反应产物在第一 C4 塔中分离为塔底产品(MTBE 产品)和塔顶产品(未反应的 C4与甲醇形成的共沸物)
塔顶产品和循环甲醇混合后进入第二醚化反应器进行醚化反应
第二反应器反应产物自底部流出并减压,冷却至 50 C 后从底部进入水洗塔,用水作溶剂萃取出未反