Процесс производства МТБЭ
Истощение запасов нефти и увеличение роли нефти как сырья для НХ заставляют обращаться к новым видам топлив (альтернативным). Нефти хватит на 25…50 лет, каменного угля больше и 50% запасов находятся в России. Синтетическое топливо – уголь + газ + растительные остатки. На основе синтез газа СН4 + Н2О ® СО + Н2 получают метанол СН4 + О2 ® СН3ОН. Перспективные виды моторного топлива метанол, пропанол, бутанол, простые эфиры. Они имеют высокое о.ч., применение их в бензине снижает содержание угарного газа СО. За рубежом в состав бензинов вводят 2…3 5 кислорода. Кислородсодержащие добавки к бензинам – оксигенаты – химическая теплота сгорания бензина увеличивается при добавлении. Самый распространённый оксигенат – МТБЭ. Назначение – получение высокооктановой добавки к товарным бензинам, МТБЭ наряду с высоким о.ч. позволяет снизить содержание СО в выхлопных газах. Химизм. CH3OH + C4H8 -> C5H12O (МТБЭ). Побоч. реакции:1) C4H8 + H2O -> C4H9OH приводят к нерациональному использованию этилена, чтобы предотвратить эту реакцию нужно осушать сырьё. 2) 2C4H8 -> i-C8H16не допускать перегрева системы 3) CH3OH + C4H8 -> C5H12O.
Схема:Сырье ББФ в жидкой фазе из Е-1 поступает в Р-5, сюда же подается нагретый метанол из Е-2. Из-за разности давления в 5 создается противоток. Р-5 совмещен с ректификац. колонной. Это позволяет рационально использовать тепловой эффект реакции. МТБЭ с низа 5 выводится с установки. Отработанный ББФ и метанол с верха 5 направляют в К-6 для отмывки ББФ от метанола. С верха 6 – отработанный ББФ, с низа – метанол + вода. В следующей ректиф-й К-7 разделяется смесь: метанол-вода. С верха 7 – азеотропная смесь метанол+вода, которая подается в емкость 2 на рециркуляцию. С низа 7 – вода, которая также рециркулирует.
|
Факторы процесса: 1) кач-во сырья – метанол (осн.источник – конверсия угля), i-бутилен (осн.ист-иком явл-ся ББФ газов КК, ББФ газов пиролиза. (нед-к – присутствие бутадиенов, которые сульфируются при использовании серной кислоты и яв-ся источником осмоления. Бутадиены предварительно селективно гидрируют). Содержание i-бутилена в ББФ КК-га 15-17 %. Чем жестче условия кат.крекинга, тем выше содержание бутилена. В сырье ограничивают содержание Н2О, примесей основного характера и серы. 2) Каt. кислотного типа - Н2SO4, H3PO4. Большее распространение получили сульфокислоты (ионнообменные смолы КУ-2, КУ-23). 3) Тем-ра T=80-100 С. Верхний предел ограничивается усилением реакции олигомеризации. Нижний предел – низкой скоростью целевой реакции. 4) Р. Роль давления сводится к тому, чтобы сырьевая смесь находилась в жидкой фазе 0,7-1 МПа. 5) Кратность метанол: i-бутилен = 10:1.С увеличением кратности – увеличивается селективность процесса, но при этом уменьшается производительность установки, увеличиваются затраты на регенерацию метанола. Если взять ББФ КК то кратность 2-1, т.к. изобутилена в ББФ 17%.
