用于通过mtbe或etbe的裂解生产高纯度异丁烯的方法及用于生产相关醚的综合方法
【专利说明】用于通过MTBE或ETBE的裂解生产高纯度异丁烯的方法及用于生产相关醚的综合方法
[0001]本专利申请涉及用于通过MTBE (甲基-叔丁基醚)或ETBE (乙基-叔丁基醚)的裂解生产高纯度异丁烯的方法以及用于生产相关醚(MTBE或ETBE)的综合方法。
[0002]用于生产异丁烯的方法通常是商业MTBE (即，具有按重量计通常高于98%的纯度(根据销售规格))的吸热裂解反应。
[0003]反应在极具选择性的催化剂的存在下发生，而不存在任何腐蚀问题并且应当具有相对长的生命周期，而不会产生针对环境的毒性问题。
[0004]催化剂必须是酸性的并且是活性的:活性保证每个反应步骤的MTBE的高转化，而酸性限制副反应和副产物的形成。
[0005]裂解反应在管式反应器的气相中发生，其中，将催化剂放置在管侧，MTBE的转化高于80%，在范围从100°C至300°C的温度下操作，使用适当压力下的蒸汽或导热油作为加热设备。
[0006]通常将来自氧化化合物的裂解的异丁烯的生产工厂分为三个部分:反应部分、用于回收和纯化异丁烯的部分、以及用于回收甲醇以及其可能的纯化的部分。
[0007]然后，将异丁烯用在用于生产橡胶或用于生产化学制品的工厂中。
[0008]生产方案通常依次由反应器、分馏塔和洗涤塔组成。
[0009]从已知技术的异丁烯的生产方案，难以实现:
[0010]-在反应和后续分离阶段以及洗涤阶段过程中形成的产物中的共沸混合物(MTBE-甲醇、MTBE-TBA等)的分离；
[0011]-具有高纯度的甲醇的生产(事实上，存在两种甲醇生产方案，一种具有适合于生产MTBE的95%的纯度，以及另一种，商业上定义为A级，适合于销售，具有99.85%的纯度)；
[0012]-发生副反应并且因而形成副产物的控制。
[0013]现在，已经发现:能够通过包括以下的解决方案消除或大幅度降低以上指出的已知技术的缺点:使洗涤塔与分馏塔颠倒，从而将洗涤塔定位在分馏塔之前，因而避免必须在难以分离的共沸混合物的存在下操作。
[0014]在洗涤过程中回收所有的甲醇(或在ETBE的情况下的乙醇)和水，从而有利于回收未转化的MTBE (或ETBE)。
[0015]特别地，在MTBE的情况下，为了控制副产物的形成，将以上所有DME (在甲醇A级的情况下存在的侧流股)或从工厂中产生的冷凝物回收的水再循环至反应器。
[0016]用于由普遍包含MTBE(甲基-叔丁基醚)或ETBE(乙基-叔丁基醚)的流股开始生产高纯度异丁烯的本发明的方法、目的依次主要包括以下区域:
[0017].分馏区域，用于获得高纯度MTBE或ETBE的流股；
[0018]?所述MTBE或ETBE的流股的裂解区域，用于获得普遍包含异丁烯和相关醇(甲醇或乙醇)的外流流股；
[0019].离开裂解区域的流股的具有水的洗涤区域，用于回收相关醇，以获得包含异丁烯、进料的醚、以及轻质化合物的流股以及基本上由水和相关醇组成的流股；洗涤区域具有相关分馏部分，用于将待循环至相同的洗涤区域的洗涤水与相关醇分离；
[0020].包含异丁烯、进料的醚、以及轻质化合物的流股的分馏区域，用于分离高纯度异丁烯的流股。
[0021]具体地，当从普遍包含MTBE的流股开始时，该方法依次主要包括以下区域:
[0022].分馏区域，用于获得具有按重量计高于98%的纯度的MTBE流股；
[0023].所述MTBE的流股的裂解区域，用于获得普遍包含甲醇和异丁烯的外流流股；
[0024].离开裂解区域的流股的具有水的洗涤区域，用于回收甲醇，以获得包含异丁烯、MTBE、以及轻质化合物的流股以及基本上由水和甲醇组成的流股；洗涤区域具有相关分馏部分，用于将待循环至相同的洗涤区域的洗涤水与甲醇分离；
[0025].包含异丁烯、MTBE、以及轻质化合物的流股的分馏区域，用于分离高纯度异丁烯的流股。
[0026]用于从MTBE开始生产异丁烯的所述方法优选包括以下步骤:
[0027].将包含MTBE的流股进料至用于MTBE纯化的一个或多个分馏塔，分离包含MTBE和比MTBE轻的化合物的流股、具有按重量计高于98%的纯度的MTBE的流股、以及包含MTBE和比MTBE重的化合物的流股；
[0028]?将具有按重量计高于98%的纯度的MTBE的流股进料至一个或多个裂解反应器，获得由裂解产物和未转化的试剂组成的外流流股；
[0029].将由裂解产物和未转化的试剂组成的外流流股进料至具有水的洗涤塔，在顶部分离包含异丁烯、MTBE和轻质化合物的流股，并且在底部分离普遍包含甲醇和水的流股，进而送至用于将待循环至洗涤塔的水与甲醇分离的一个或多个分馏塔；
[0030].将从洗涤塔的顶部分离的流股进料至分馏塔，用于将异丁烯与MTBE分离，在顶部获得包含异丁烯和轻质化合物的流股，并且在底部获得包含MTBE和较重化合物的流股；
[0031]?将从分馏塔的顶部分离的包含异丁烯和轻质化合物的流股进料至用于异丁烯纯化的另一个分馏塔，在顶部获得包含轻质化合物的流股，并且在底部获得包含高纯度异丁烯的流股。
[0032]可以将洗涤塔底部包含甲醇和水的流股送至单个分馏塔，在顶部分离包含甲醇和醚的流股，并且在底部分离循环至洗涤塔或第一分馏塔的水，所述第一分馏塔在顶部分离基本上由醇和醚组成的高辛烷值混合物(HOM)，并且在底部分离送至第二分馏塔的水和甲醇的流股，所述第二分馏塔在顶部分离高纯度甲醇(A级)的流股，并且在底部分离循环至洗涤塔的水。
[0033]还可以从水和甲醇流股的可能的第二分馏塔侧向地除去循环至一个或多个裂解反应器的流股。
[0034]可以优选将在底部包含用于将异丁烯与MTBE分离的分馏塔的MTBE流股循环至用于纯化MTBE的一个或多个分馏塔。
[0035]可以在范围从Ibarg至12bar g，优选地，从4barg至8bar g的压力下，操作用于MTBE纯化的分馏塔。
[0036]可以在范围从100°C至300°C，优选地，从150°C至240°C的温度下，以及在范围从Ibarg至1bar g，优选地，从3barg至6bar 8的压力下，操作一个或多个裂解反应器。
[0037]可以利用选自以下的多种酸催化剂操作一个或多个裂解反应器:离子交换树脂、适当改性的沸石、基于硅化铝的催化剂、硼硅沸石(boralite)、沸石、以及适当改性的二氧化硅。在这些催化剂中，优选使用利用以按重量计范围从0.1%至3%的量的氧化铝的添加改性的二氧化硅(EP-524679)。
[0038]可以在范围从20°C至100°C，优选地，从30°C至50°C的温度下，以及在范围从2barg至15bar g，优选地，从6barg至9bar 8的压力下，操作离开一个或多个裂解反应器的流股的洗涤塔。
[0039]可以在范围从2barg至1bar g，优选地，从4barg至6bar g的顶部压力下，操作用于将异丁烯与MTBE分离的分馏塔。
[0040]可以在范围从2barg至15bar g，优选地，从6barg至9bar g的顶部压力下，操作用于纯化异丁烯的分馏塔。
[0041]可以在范围从大气压至10barg，优选地，从0.1barg至5bar g的顶部压力下，操作来自洗涤塔的底部的普遍包含甲醇和水的流股的一个或多个分馏塔。
[0042]本发明的进一步的目的涉及用于生产MTBE或ETBE和高纯度异丁烯的综合方法。
[0043]从普遍包含C4烃的流股开