本专利申请涉及清洁汽油化工生产系统，尤其涉及的是轻汽油醚化系统装置。
背景技术：
清洁汽油的发展趋势是低硫、低芳烃、低烯烃和较高的辛烷值。各国对汽油中的硫含量和烯烃含量也提出了更为严格的限制要求。目前的轻汽油醚化工艺方法主要有固定床醚化工艺和催化蒸馏醚化工艺，其中的催化蒸馏醚化工艺是预反应与催化精馏串联的生产工艺流程，但普遍存在醚化反应转化率低的技术问题。
专利cn107022375a公开一种轻汽油醚化系统和轻汽油醚化工艺，其系统组成主要有轻汽油原料罐、第一醚化反应器、精馏塔及其重沸器、催化塔、第二醚化反应器、萃取塔及甲醇回收塔，其叔戊烯转化率为93%以上。现有技术中，可醚化碳六的转化率只有40%左右。
技术实现要素：
本专利申请的发明目的在于提高异构烯烃转化率，同时简化轻汽油醚化工艺流程和其系统装置，提供一种轻汽油醚化系统及其醚化工艺方法。
本专利申请提供的轻汽油醚化系统技术方案，其主要技术内容是：一种轻汽油醚化系统，系统组成包括甲醇原料罐、轻汽油原料罐、静态混合器、固定床反应器和催化精馏塔，甲醇原料罐和轻汽油原料罐分别经各自原料管道及管道上连接的计量泵连接至静态混合器，静态混合器、固定床反应器和催化精馏塔之间依次由管道串联连接，其中，催化精馏塔内上、中、下分别为精馏段、反应段和提馏段，塔顶和塔底分别连接产物输送管道，由反应段中部引出设有第一气相物料抽出管，该第一气相物料抽出管经第一冷凝器连通至催化精馏塔进料口，由提馏段中部引出设有第二气相物料抽出管，该第二气相物料抽出管经第二冷凝器连通至催化精馏塔的反应段中部。
本专利申请还提供了一种基于所述的轻汽油醚化系统的轻汽油醚化工艺方法，其方法是：甲醇和轻汽油混合后于固定床反应器内在固体催化剂催化作用下，温度为50～90℃、空速为0.5～1.0h-1、运行压力为0.3～0.5mpa，醚化反应，其液相产物输送至催化精馏塔，催化精馏塔塔顶的温度为60～70℃、运行压力为0.3～0.4mpa、塔的回流比为0.5～1.0，反应段的气相物料抽出率为30%～60%，提馏段的气相物料抽出率气相抽出率为30%～60%。
在上述的轻汽油醚化工艺方法技术方案中，固定床反应器和催化精馏塔中填装的固体催化剂为强酸型聚苯乙烯树脂催化剂、杂多酸催化剂或分子筛催化剂中任意之一。
其优选项，所述的固体催化剂为磺酸系列大孔阳离子交换树脂催化剂。
本专利申请公开的轻汽油醚化系统及其醚化工艺方法技术方案，其工艺通过醚化预反应和催化精馏深度醚化两大步骤完成，本技术方案中，催化精馏中还采用由催化精馏塔的反应段中部抽出部分气相物料，经冷凝后回送催化精馏塔进料位，是对引出的含有大量未反应的可醚化碳五的物料送入反应段，再次醚化反应，以提高可醚化碳五的转化率为目的；同理，本方案还于催化精馏塔的提馏段中部抽出部分气相物料，经冷凝后回送至催化精馏塔的反应段中部，目的在于将气相物料中含有大量未反应的可醚化碳六送回塔内、提浓再一次反应，从而提高可醚化碳六的转化率，实践证明，本技术方案大大提高了可醚化碳五和可醚化碳六的转化率，可醚化碳五的转化率可达到96%以上，可醚化碳六的转化率达到45%以上；本技术方案还具有工艺方法简单、易实现、分离工序简化、醚化生产效率高的技术优点，大大降低了生产运行成本。
附图说明
图1为本专利申请的整套系统结构图。
具体实施方式
下面通过具体实施结构及其于该系统结构实施运行轻汽油醚化工艺方法的具体实施例详细说明对本专利申请技术方案。
如图1所示的是本发明的轻汽油醚化系统，本系统组成包括甲醇原料罐1、轻汽油原料罐2、静态混合器13、固定床反应器5和催化精馏塔6，甲醇原料罐1和轻汽油原料罐2分别经各自原料管道及管道上连接的计量泵3、4连接至静态混合器13，静态混合器13、固定床反应器5和催化精馏塔6之间依次由管道串联连接。其中，所述的催化精馏塔6的塔釜内设置有上、中、下三大结构段，上部为精馏段a，中部为反应段b，下部为提馏段c，塔顶和塔底分别连接产物输送管道10、11。催化精馏塔6上，由塔体的反应段b中部引出有第一气相物料抽出管ⅰ，该第一气相物料抽出管ⅰ经第一冷凝器7后回馈连通至催化精馏塔6的进料端，由反应段b中段引出气相物料中含有大量未反应的可醚化碳五，经第一冷凝器7冷凝送回催化精馏塔6的进料端，提浓可醚化碳五再次醚化反应，从而提高可醚化碳五的转化率；如图1所示，催化精馏塔6上，由塔体的提馏段c中部引出有第二气相物料抽出管ⅱ，该第二气相物料抽出管ⅱ经第二冷凝器8泵送连通回馈至催化精馏塔6的反应段b中部，目的是将气相物料中含有大量未反应的可醚化碳六提浓送回，再一次深度反应，以提高可醚化碳六的转化率。
本专利申请轻汽油醚化工艺方法是基于所述的轻汽油醚化系统实现的。
以下的实施例中，实施例1-4仅采用反应段b引出送回催化精馏塔6进料端的工艺方法，实施例5-8仅采用提馏段c引出送回催化精馏塔6反应段b中部的工艺方法，实施例9-12结合采用了反应段b引出送回催化精馏塔6进料端和提馏段c引出送回催化精馏塔6反应段b中部的工艺方法，除上述区别之外，各实施例的工艺方法均为：甲醇和轻汽油按甲醇和可醚化碳五碳六摩尔比1.1：1计量混合后，于固定床反应器5内在固体催化剂催化作用下进行醚化反应，固体催化剂的装入量为40ml，固定床反应器5内反应温度为50～90℃、空速为0.5～1.0h-1、运行压力为0.3～0.5mpa，醚化催化剂为丹东明珠特种树脂有限公司生产的d005-ⅱs型树脂催化剂，固定床反应器5的液相产物经管路9输送至催化精馏塔6，催化精馏塔6的反应段的催化剂同样使用的是丹东明珠特种树脂有限公司生产的d006型树脂催化剂，其装入量为100ml，塔顶温度控制在60～70℃之间，其运行压力为0.3～0.4mpa、塔的回流比为0.5～1.0；由第一气相物料抽出管的气相抽出率为30%～60%，由第二气相物料抽出管的气相抽出率为30%～60%。
表1显示了实施例1-4的反应条件及可醚化碳五和可醚化碳六的转化率值：
表1不同条件下的反应结果
表2显示了实施例5-8的反应条件及可醚化碳五和可醚化碳六的转化率值：
表3显示了实施例9-12的反应条件及可醚化碳五和可醚化碳六的转化率值：
实际运行实验表明，结合采用反应段和提馏段气相物料抽出管及其回馈结构，使可醚化碳五转化率稳定于96%以上、可醚化碳六转化率稳定于45%以上。
另外，本方案中的固体催化剂采用杂多酸催化剂或分子筛催化剂中任意之一，具有同样的技术效果，且采用磺酸系列大孔阳离子交换树脂催化剂，其效果更佳。