一种减轻水洗及回收系统腐蚀的mtbe生产装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及MTBE生产领域，具体而言，涉及一种减轻水洗及回收系统腐蚀的MTBE 生产方法及装置。
【背景技术】
[0002] 由于国内对汽油需求量和汽油品质要求的逐年提高，生产无铅、含氧、高辛烷值低 芳烃、低烯烃汽油是当前环保的迫切需求。甲基叔丁基醚（MTBE)有极好的抗爆性，其研究 法辛烷值为117。作为汽油的优质调合组分越来越受到普遍欢迎，其需求量也日益增加， 同时生产MTBE又可有效地利用裂解碳四组分或者催化裂化碳四，可生产高纯度的MTBE和 1- 丁烯产品，因此，MTBE装置的生产越来越受到重视。
[0003] 生产MTBE最常见的工艺流程是采用异丁烯与甲醇在催化剂作用下进行醚化作用 生成MTBE，装置相应有醚化反应系统、反应精馏系统、甲醇萃取系统和甲醇回收系统，如果 继续生产i-丁烯产品，则相应有脱异丁烷系统和i-丁烯精制系统。
[0004]目前国内MTBE装置选用的催化剂一般为阳离子交换树脂，这种催化剂是大孔径 强酸性阳离子树脂，由苯乙烯和二乙苯按1:1的摩尔比，用悬浮法生成的催化剂颗粒称为 裸基催化剂，经过分子筛筛选后的裸基催化剂，用浓度为98%硫酸酸化、水洗后，才制成大 孔径强酸性阳离子树脂催化剂。由此可见，采用这种催化剂生产MTBE，装置不可避免地会产 生腐蚀，其腐蚀机理为：
[0005] 1)原料中含有的金属阳离子、硫化物和碱性物质等置换催化剂中的H+，造成H+脱 落：
[0006] RHS03+M+-RS03M+H+;
[0007] 2)正常反应温度或超温情况下催化剂中磺酸基的脱落：
[0008] RHS03-RS03+H+;
[0009] 3)在有水、酸及高温等条件下，催化剂上的磺酸基会脱落：
[0010] RHS03+H20 一H2S04+HR;
[0011] 4)催化剂生产过程中本身残留的游离酸；
[0012] 5)原料甲醇中带入的甲酸。
[0013] 因此，装置内部就形成了酸性环境，在甲醇萃取系统中，萃取水在萃取甲醇的过程 中将醚后碳四中的酸性物质洗出来，致使萃取水长期呈酸性，从而造成了甲醇水洗、回收系 统的腐蚀，一般在甲醇回收塔前的换热系统和进料线上腐蚀最为严重。
[0014] 专利CN102260138介绍了一种减小MTBE生产装置中设备腐蚀的方法，增加填装 离子交换剂的脱酸罐，将其安装在醚后碳四和甲醇混合物的管线上或甲醇萃取塔萃取循环 水的出口管线上或甲醇萃取塔萃取循环水的进口管线上。该方法只是单独从脱酸提高甲醇 萃取循环水的pH值上考虑，并不能根本上解决甲醇回收系统的腐蚀问题。
[0015] 有鉴于此，特提出本发明。
【发明内容】
[0016] 本发明的第一目的在于提供一种减轻水洗及回收系统腐蚀的MTBE生产装置，所 述的生产装置在腐蚀最为严重的部位安装两级过滤设备，除去了颗粒杂质、腐蚀产物及酸 根离子，使萃取水得到净化，从根本上解决了甲醇回收系统的腐蚀问题，而且不需要增加加 压栗等动力设施，具有简单、安全、高效的优点。
[0017] 本发明的第二目的在于提供一种减轻水洗及回收系统腐蚀的MTBE生产方法，所 述的生产方法能够除去萃取水中的颗粒杂质、铁盐等腐蚀产物及酸根离子，使其得到根本 性净化。
[0018] 为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
[0019] -种减轻水洗及回收系统腐蚀的MTBE生产装置，包括依次连接的甲醇萃取塔、第 一过滤器、第二过滤器和甲醇回收塔；所述第一过滤器的过滤介质为沸石和/或活性炭，所 述第二过滤器为强碱性阴离子交换器。
[0020] 上述生产装置在腐蚀最为严重的部位，即甲醇萃取塔和甲醇回收塔之间设置了第 一过滤器、第二过滤器这两级过滤设备，分步除去了颗粒杂质、铁盐等腐蚀产物以及酸根离 子等发挥腐蚀作用的主要杂质，因此从根本上解决了萃取水对装置的腐蚀问题。
[0021] 其中，第一过滤器以沸石和/或活性炭为介质，主要去除了颗粒杂质、铁盐等腐蚀 产物等杂质，并且优选以沸石和活性炭的混合物为介质，使两者在除杂类型上得到互补，两 者的混合比例可以任意选择。第二过滤器即强碱性阴离子交换器，主要去除酸根离子，包括 无机酸根离子和有机酸根离子，同时中和H+。
[0022] 由此可见，上述生产装置不仅直接去除了萃取水中的酸根离子，中和了H+，而且还 去除了会导致H+增加的硫化物、金属盐等杂质，结合"预防"和"去除"两个手段来根本性解 决了萃取水的腐蚀问题。
[0023] 另外，在实际生产中，根据需求不同，MTBE生产装置所涉及的所有设备类型可能会 区别，但基本框架相同，例如甲醇萃取塔连接上游设备，而甲醇回收塔也可常规连接换热设 备。
[0024] 优选地，所述强碱性阴离子交换器的介质为大孔吸附-强碱混合型阴离子交换树 脂。
[0025] 大孔吸附-强碱混合型阴离子交换树脂不仅可以有效吸附无机酸根离子，而且可 以高效吸附大分子的有机酸根离子，因此净化效果更优。可选用的大孔吸附-强碱混合型 阴离子交换树脂有：大孔强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂D201、大孔强碱性苯乙烯系阴离 子交换树脂D201FC等。
[0026] 优选地，所述第一过滤器和/或所述第二过滤器都连接有再生冲洗管线。
[0027] 当第一过滤器和/或所述第二过滤器的空速过低或者压力降过高时，采用再生冲 洗管线冲洗，以便再生，可以实现过滤器的循环利用。
[0028] -种减轻水洗及回收系统腐蚀的MTBE生产方法，包括下列步骤：
[0029] 从甲醇萃取塔中流出萃取水；
[0030] 以沸石和/或活性炭为过滤介质除去所述萃取水中的杂质，得到一级处理的萃取 水；
[0031] 使所述一级处理的萃取水通过强碱性阴离子交换器，得到二级处理的萃取水；
[0032] 使所述二级处理的萃取水进入甲醇回收塔，进行后续回收和生产。
[0033] 上述生产方法减轻水洗及回收系统腐蚀的原理与上文中的生产方法一致，均是先 通过沸石和/或活性炭去除颗粒杂质、铁盐等腐蚀产物等杂质，再通过强碱性阴离子交换 器去除酸根离子，中和H+，最终达到净化目的。
[0034] 优选地，所述强碱性阴离子交换器的介质为大孔吸附-强碱混合型阴离子交换树 月旨。同理，该树脂不仅可以有效吸附无机酸根离子，而且可以高效吸附大分子的有机酸根离 子，因此净化效果更优。
[0035] 优选地，所述以沸石和/或活性炭为过滤介质除去杂质的方法为：连续动态吸附 法；可以避免使用大型储罐，降低设备成本。所述吸附时间优选为30-60min;针对萃取水的 杂质含量，该时间内基本吸附完全。另外，为了提高吸附效率，所述过滤介质与所述萃取水 的配比优选为：每50ml所述萃取水中加入0. 5g-2g所述过滤介质，温度优选为25-60°C。
[0036] 优选地，所述一级处理的萃取水通过阴离子交换器的空速为2_30h\温度优选为 25-50。。。
[0037] 优选地，还包括：用氢氧化钠溶液冲洗所述强碱性阴离子交换器中的树脂，进行再 生。可以实现阴离子交换器的循环利用，节省成本。另外，建议在树脂压力降过高，空速过 低或萃取水的PH值低于6. 5时进行再生。
[0038] 优选地，在用氢氧化钠溶液冲洗所述强碱性阴离子交换器中的树脂之后还包括： 用盐水冲洗所述强碱性阴离子交换器中的树脂。用盐水冲洗可以去除残留的氢氧化钠溶 液。
[0039] 优选地，进行再生时，氢氧化钠溶液的流速为8X10 5-3X10 4m/s，可以较快地实 现再生。为提高再生效率，NaOH溶液浓度优选为6% -8%，用量为2-3倍的树脂体积，采用 动态逆流再生，温度优选为20°C-40°C。
[0040] 与现有技术相比，本发明的有益效果为：
[0041] (1)采用沸石和/或活性炭和强碱性阴离子交换器两级过滤，既除去了酸根离子， 中和了H+，又除去了会导致H+增多的腐蚀产物、颗粒等杂质，因而从根本上解决了萃取水对 装置的腐蚀问题。
[0042] (2)所用的过滤器都为可再生的设备，因而成本低，且环保。
[0043] (3)增加的过滤设备不影响生产装置中的其它设备及设备间的连用，因此应用范 围广，适用于有相似水处理要求的其它工艺流程上。
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