MTBE产品纯度低的原因分析及处理措施

刘春艳

(承德石油高等专科学校 化学工程系，河北 承德 067000)

MTBE，(methyl tert-butyl ether)是甲基叔丁基醚的英文书写。MTBE是一种无色、透明、高辛烷值的液体。随着环保意识的提升，人们对汽油质量的要求越来越高，汽油中添加MTBE主要是提高汽油辛烷值，改善汽车的行驶性能；同时可以解决汽油中的烯烃含量过高、氧含量过低的问题[1]，降低尾气中一氧化碳的排放，燃烧效率高，可以有效抑制臭氧的生成，使其达到清洁汽油标准的要求。少部分MTBE作为高级高纯度异丁烯生产的中间原料和丁烯等的抽提剂[2]，还可以作为橡胶和其他化工产品的原料，需求量较大，市场前景广阔。

1 MTBE生产工艺

MTBE常用异丁烯和甲醇缩合而成。本醚化工艺所用原料是催化裂化装置的液化气经气体分馏后得到的碳四以及外购的工业甲醇。工艺流程如图1所示，包括：1)原料配制-混相反应；2)催化精馏；3)甲醇萃取；4)甲醇回收。醚化反应所采用的催化剂为D-006型醚化催化剂。

2 MTBE产品纯度低的原因分析及处理措施

醚化反应过程中，由于各种操作因素常有副反应的发生。副产品有二甲醚、异丁烯二聚物、叔丁醇、甲基仲丁基醚、乙基叔丁基醚等，这会造成MTBE产品纯度偏低。当MTBE产品纯度低于98%时，必须及时解决。

2.1 进料配比不合适

原料进料中，甲醇和异丁烯的配比控制在1.05～1.1时，甲醇进料较少，异丁烯会发生自聚反应生成二聚物，从而影响纯度。

解决措施：选择合适的醇烯比。当醇烯比过大时，过量的甲醇会进入MTBE，影响产品纯度。而且过量的甲醇会发生副反应，生成二甲醚、叔丁醇等。而醇烯比过小，未能完全反应的异丁烯发生自聚，生成二聚物，同样影响MTBE的纯度。经过不断调试，醇烯比固定在1.15时，比例合适，产品总纯度可以稳定在98%左右。

2.2 反应温度高

提高反应温度，异丁烯和甲醇的缩合反应速度可以提高，但同时副反应速度也在加快。如二甲醚、甲基仲丁基醚的生成量也随反应温度的升高而提高。在高温下，甲醇发生自聚反应生成二甲醚，异丁烯也会发生自聚反应[3]，这都是影响MTBE产品纯度的重要原因。

解决措施：控制好反应的关键操作参数。反应器的入口温度、催化剂床层温度、反应物料循环量、循环温度等参数是否合理，是影响醚化反应的关键操作参数。在反应初期，催化剂活性较好，反应快速，反应温度高，会促进生成二甲醚等副反应的发生。可以在反应器进料前设置冷却器，降低原料的进料温度，将催化剂床层温度控制在55～65 ℃，消除之前的高温现象。在保证反应器出口处MTBE、异丁烯、甲醇含量指标的前提下，提高反应的选择性，减少副反应的发生，从而提高产品的纯度。

2.3 催化精馏塔的温度不合适

精馏塔的作用是根据沸点的不同，通过对反应器出口的混合物料进行受热分离，实现对MTBE产品的提纯处理。精馏塔床层温度高，会促进甲基仲丁基醚、二甲醚等副产品的生成；如果精馏塔床层温度低，C4又会残留在MTBE产品中。因此，精馏塔运行的好坏，温度的设置范围合适与否，同样影响MTBE产品的质量。

解决措施：优化精馏塔操作参数。精馏塔操作中的关键参数包括：塔压、床层温度、塔顶温度、塔釜温度、灵敏板温度、塔顶回流量、中间回流量等，优化这些操作参数，才能保证MTBE产品质量的合格。设置塔压0.5 MPa，床层最高温度55 ℃时，塔顶回流量调整为8 m3/h，灵敏板温度120 ℃，可以有效减少副反应的发生，提高了MTBE的产品纯度，还可以降低能耗，提高装置的经济效益。

2.4 原料中碳五等杂质含量高

原料中如果带入C5组分，在催化精馏塔中无法蒸出，只能全部残留在MTBE产品中，从而影响MTBE的纯度。同时C5会吸附在催化剂的表面，影响催化剂的活性。在装置运行中，C4原料带入5.1%的C5组分，将严重影响MTBE的纯度，使其低于93%。

解决措施：把好原料关。在催化裂化制液化气阶段，就要注意对C5组分的分馏，尽量减少C5组分的存在。

2.5 催化剂床层有水

原料甲醇中带水，如果含水量高，会增加副产物叔丁醇的生成，影响MTBE产品的纯度。

解决措施：优化操作，加强排水。在日常管理中，控制好原料罐液位，使原料和水充分分离，坚持定时排水，可以有效防止水被带进醚化系统。系统中未反应的甲醇需要回收，为了防止回收甲醇的水含量

超标，需要严格稳定甲醇回收塔的塔顶压力、塔顶温度、灵敏板温度等，保证回收甲醇中水含量低于0.5%。

3 结论

MTBE的生产工艺流程相对简单，但是甲醇和异丁烯的进料配比、反应温度和催化精馏塔的温度、原料中含C5等杂质和水等关键环节仍会影响产品的纯度，为了获得高纯度MTBE产品，分析调节流程中的每一个环节，最终确定重要工艺参数。将醇烯比固定在1.15，反应温度设置在55～65 ℃，催化精馏塔灵敏板温度120 ℃，同时减少原料中C5组分和水的含量，即可稳定产品中MTBE的纯度在98%以上，满足质量要求，同时MTBE装置平稳高效运行。

MTBE装置的运行过程就是各项工艺参数不断调整的过程，要根据实际生产的情况，不断优化操作控制，国内其他同类装置都可以此为参考，生产出质优量多的MTBE产品，满足国内市场对于欧Ⅳ标准汽油越来越大的需求。

参考文献：

[1] 位淑华．微库仑法测定MTBE中硫含量的条件优化[J].承德石油高等专科学校学报，2014，16(4)： 53-56.

[2] 蔡泽干．浅析影响MTBE纯度的因素[M]//吴青．炼油企业技术与管理．北京：中国石化出版社，2010：312-314.

[3] 孙小梅．优化操作提高MTBE产品质量[J].化工管理，2015(4)：219-218.