一种叔丁醇脱水制取高纯异丁烯的装置的制作方法

本实用新型涉及一种由叔丁醇和甲醇作原料，生产甲基叔丁基醚(MTBE)的设备，特别是一种叔丁醇脱水制取高纯异丁烯的装置。

背景技术：
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目前，我国引进的两套异丁烷和丙烯共氧化技术装置，配套MTBE装置，规模都是75wt/a，而且流程是叔丁醇和甲醇共脱水工艺，即：叔丁醇和甲醇共同进入串联的两个反应器中，然后经过汽提塔，精馏塔等5个分离装置而最终制取纯度不高(98％左右)的MTBE。这种工艺由于脱水反应过程中生成水，与叔丁醇和甲醇混溶，而且与生成物MTBE也有一定溶解度，因此造成后续的分离和精馏阶段极大的困难，势必造成工艺流程复杂、生产成本高、能源消耗高等先天缺陷。本实用新型既是新的由叔丁醇制取MTBE的核心技术，又是由叔丁醇制取高纯异丁烯的新方法。

CN104478644A公开了一种由叔丁醇制取异丁烯的方法，但是该方法由于没有设计生成物异丁烯，迅速离开催化剂的气相通道，也没有及时将气相和液相分开，存在着叔丁醇不能完全转化、剩余低浓度叔丁醇无法处理，浪费资源等缺陷。

技术实现要素：
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本实用新型是根据现有的技术和引进技术的缺陷和不足，而实用新型的叔丁醇单独先行脱水制取高纯度异丁烯的装置和方法。这样不仅使得MTBE装置省去了大量的设备而简化了流程；还为由叔丁醇直接脱水制取高纯异丁烯，并且叔丁醇近乎完全转化异丁烯、产率接近理论值，脱掉的水近乎纯净，创造了一种新的制取高纯异丁烯的装置和方法。

传统的方法和引进的技术方法，是从叔丁醇和甲醇共脱水而制取MTBE，本实用新型是先由叔丁醇制取高纯度异丁烯再与异丁烷和甲醇混合，制取MTBE。本实用新型工艺流程短，投资小，能耗低，生产成本低等诸多优势。本实用新型也为叔丁醇制取高纯异丁烯提供了新技术。

因此本实用新型给出了一种叔丁醇脱水制取高纯异丁烯的装置，所述装置由除沫器、除液器、反应段和提馏段组成，所述提馏段是由高效筛板或高效规整填料所构成，其理论塔板数1≤n≤100，n为正整数，其材质是不锈钢波纹孔板或不锈钢波纹丝网，所述反应段是由模块催化剂所构成，该反应段的气相通道又与升气管和脱水塔气相通道空间连通，该反应段的液相通道是由降液管和模块催化剂所构成，所述模块催化剂中的活性催化剂是粒状催化剂、柱状催化剂、金属氧化催化剂或者分子筛催化剂。

最好，所述反应段的反应层数n，为正整数，且1≤n≤100，每 层之间间距0.5-3米，优选0.5-1米，每层催化剂高至少1米，每层反应层下面有格栅13，格栅下面有，收集盘12，收集盘上升气管7降液管8。

最好，最上层的反应层上面是高效除液装置和脱除雾沫夹带作用的除雾器3，其上面有分布器11。

最好，所述装置底部设有再沸器和液位，上部有气相冷却器、回流、回流泵等而形成外循环回路。

最好，所述的模块催化剂由不锈钢丝网包裹着的活性催化剂与不锈钢波纹孔板或不锈钢波纹丝网相间排列。

附图说明

图1为本实用新型的叔丁醇脱水制取高纯异丁烯的装置的主视图；

图2为对本实用新型的图1所示的叔丁醇脱水制取高纯异丁烯的装置的AA剖视图；

图3为对本实用新型的图1所示的叔丁醇脱水制取高纯异丁烯的装置的BB剖视图。

附图标记说明：

1、气相出口；2、回流口；3、除沫器；4、降液器；5、进料口；6、模块催化剂；7、升气管；8、降液管；9、气相通道；10、塔盘；11、分布器；12、收集盘；13、格栅；14、液相出口

具体实施方式

1.由叔丁醇直接脱水制取高纯异丁烯的装置和方法。如图1

2.本装置是脱水反应塔结构，内部装有模块催化剂或其他催化剂，且有升气管7、降液管8、气相通道、分布器1、除沫器3、格栅13等塔内件所构成。

3.本实用新型所述的催化剂是模块催化剂，也可以是柱状、粒状树脂催化剂，或者分子筛催化剂、金属氧化物催化剂。

4.本实用新型所述的催化剂床层可以是n层，n为正整数，1≤n≤20，优选5≤n≤15，进一步优选8≤n≤12，每层催化剂的装填高度至少为1米，优选2-4米，每层催化剂之间设计有0.5-2米的间距，优选0.5-1米间距。

5.本实用新型所述的催化剂床层，上部有分布管11，下部有收集盘，收集盘上有升气管7和降液管8。

6.本实用新型所述的模块催化剂是由不锈钢丝网(见A-A图)包裹着活性催化剂的几何形状物体和几何形状的不锈钢波纹丝网或不锈钢波纹孔板相间组成。在模块催化剂的内部也设计有气相通道和液相通道，液相通道即是叔丁醇直接接触活性催化剂而起到脱水的效果，脱水后所产生的异丁烯，在此条件下是气相，而由模块催化剂的内部气相通道，离开催化剂床层而进入升气管，进入脱水塔的气相通道直至气相出口1。

7.本实用新型所述的叔丁醇原料是来自异丁烷和丙烯的共氧化单元， 其组成如下：

其他来源还有：碳四烯烃的水合反应所产生的不同浓度的叔丁醇。

8.叔丁醇脱水反应制取高纯度异丁烯的操作条件为：

控制塔顶温度0-150℃，优选40-120℃，再优选40-80℃

操作压力：0-10.0Mpa优选0.2-1.5Mpa再优选0.5-1.0Mpa

9.脱水反应器上有除沫器、降液器，下有提馏段，中间为脱水反应段，提馏段温度控制为80-200℃，优选100-150℃

所述升气管7的作用是使生成的异丁烯不再经过催化剂床层，直接进入反应器气相通道，降液管8是使未反应的叔丁醇导入模块催化剂床层，继续脱水产生异丁烯，以此类推

实施实例：

实例1：控制塔顶操作压力为0.7-0.75Mpa，控制塔顶温度为40℃，反应段温度为40℃，塔底温度为85℃，测得塔顶塔底气相和液相中TBA接近0，塔顶异丁烯的含量为99.5％，说明TBA转化率接近100％，选择性为99.5％

实例2：控制塔顶操作压力为0.7-0.75Mpa，控制塔顶温度为42℃，反应段温度为85℃，塔底温度为90℃，测量塔顶塔底气相中和液相中TBA含量近乎0，塔顶异丁烯含量为99.5％，说明TBA转化率近乎 100％，选择性为99.5％

实例3：控制塔顶操作压力为0.75-0.8Mpa控制塔顶温度为42℃，反应温度为85℃，塔底温度为90℃，测量塔顶气相和塔底液相中TBA含量接近0，塔顶异丁烯含量为99.6％，说明TBA的转化率近乎100％，选择性为99.6％

实例4：控制塔顶操作压力为0.75-0.8Mpa，控制塔顶温度为45℃，反应温度90℃，塔底温度为92℃，测量塔顶气相和塔底液相TBA含量接近0，塔顶异丁烯含量为99.6％，说明TBA转化率接近100％，选择性为99.6％

实例5：控制塔顶操作压力为0.75-0.75M pa，控制塔顶温度为45℃，反应温度87℃，塔底温度为92℃，测量塔顶气相和塔底液相TBA含量接近0，塔顶异丁烯含量为99.6％，说明TBA转化率接近100％，选择性为99.6％。