一種含異丁烯的物料中甲醇的脫除方法
2023-09-17 00:43:50
一種含異丁烯的物料中甲醇的脫除方法
【專利摘要】本發明提供一種含異丁烯的物料中甲醇的脫除方法，包括先將水與含異丁烯的物料在靜態混合器中混合，混合物再送入水洗塔中使得甲醇與油相物料分離，其中水與含異丁烯的物料在靜態混合器中的混合過程是在超聲波的存在下進行的，且所述超聲波的功率為0.01～100KW，頻率為10～1000KHz。具體地，所述含異丁烯的物料例如為MTBE裂解製得的。本發明中，將超聲波作用於靜態混合器，能提高水洗效率，降低水洗比，具有降低裝置的操作難度、降低能耗和物耗的作用；同時本發明不引入其它雜質，具有無汙染、操作簡單、對設備要求不高的優點。
【專利說明】一種含異丁烯的物料中甲醇的脫除方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種含異丁烯的物料中甲醇的脫除方法，尤其是涉及一種含異丁烯的物料中甲醇的水洗脫除方法。
【背景技術】
[0002]在MTBE (甲基叔丁基醚)裂解制異丁烯的生產過程中，甲醇是伴隨著異丁烯的反應產物之一，工業上常利用甲醇易溶於水，而異丁烯不溶於水的特點，一般採用水洗塔水洗的方式將甲醇脫除。具體地，在連續操作的水洗塔中，水相為分散相，含甲醇的異丁烯物料(簡稱油)為連續相，含甲醇的油從水洗塔下部進料，洗水從水洗塔上部進料，兩液相連續逆向接觸，油相上升，水相沉降，油中的甲醇溶解在水相，在水洗塔上部的放大部分，油和水分為兩相；萃取液為吸收了甲醇的洗水，從塔底連續採出，萃餘液為脫除了甲醇的油，從塔頂連續採出；分離兩相而得到脫除了甲醇的油及含甲醇的洗水。之後，含甲醇的洗水再經過精餾方法回收甲醇，如中國專利CN1242969C所述。
[0003]用水洗塔脫除其中的甲醇至常量還比較容易，但如果是生產聚異丁烯或丁基橡膠單體用異丁烯，產品中甲醇要求一般在重量含量5ppm以下，脫除甲醇至微量的難度大大增加，需要調整水洗塔工藝條件，增加設備和水洗比，才能使油中甲醇含量達標。
[0004]上述現有技術中的水洗方法存在不足，其將甲醇脫除到一定濃度時的用水量比較大，若萃取時水油比(重量比)選用1.5:1，則年產I萬噸產品的工業裝置每年要消耗1.5萬噸水，因我國水資源十分緊缺，資源矛盾問題顯得尤為突出；同時，因水洗後含甲醇的洗水還要經過精餾的方法回收甲醇，則萃取時用水量大會導致後續精餾過程中需耗費較大的熱量，裝置的能耗也就較大。
[0005] 在連續操作的水洗塔中，為了提高水洗率，工業上還會採用靜態混合器和水洗塔相結合的方式脫除含異丁烯物料中的甲醇。該方法具體可以採用兩種方式實現:第一種是先將油和水按一定比例送入靜態混合器，進行第一次混合接觸，再共同進入水洗塔下部緩慢上升，經水洗塔板或填料層進行第二次混合接觸，至水洗塔頂部放大部分，物流速度變低，油水分層，油相由塔頂採出，吸收了甲醇的水相由塔釜採出；第二種方式是將洗水分為兩部分，第一部分與油一起進入靜態混合器，其餘洗水仍從水洗塔項部進料，對油相進一步進行淋洗，以取得更好的水洗效果。
[0006]但上述含異丁烯的物料中甲醇的水洗脫除效率仍有待進一步提高。
【發明內容】
[0007]發明人發現將超聲波作用於含甲醇的異丁烯物料中的水洗塔，能提高水洗效率，降低水洗比，具有降低裝置的操作難度、降低能耗和物耗的作用；同時本發明不引入其它雜質，具有無汙染、操作簡單、對設備要求不高的優點。進一步地，本發明人還發現，在含異丁烯物料中連續脫除甲醇的過程中，並不將超聲波作用於水洗塔，而是將其作用於水洗塔前面的用於水油兩相混合的靜態混合器上，同樣也能解決上述降低水洗比問題；且該方法不用改造水洗塔本身，其難度進一步下降，設備投資更少，另外，二者相比，達到同樣的水洗效果時後者還可以使用更小功率的超聲波，節約運行成本。
[0008]因此，本發明提供一種含異丁烯的物料中甲醇的脫除方法，包括先將水與含異丁烯的物料在靜態混合器中混合，混合物再送入水洗塔中使得甲醇與油相物料分離，其中水與含異丁烯的物料在靜態混合器中的混合過程是在超聲波的存在下進行的，且所述超聲波的功率為0.01~100KW，頻率為10~1000KHZ。具體地，優選所述含異丁烯的物料為MTBE裂解製得的。
[0009]在本發明中，可以是所述含異丁烯的物料中異丁烯的含量為10~80wt%，甲醇的含量為2~50wt% ;也即本發明適用於在物料中含有宏量甲醇時將甲醇脫除。在本發明中，也可以是所述含異丁烯的物料中異丁烯的含量為95~99.999wt%,甲醇的含量為0.001~
0.2%，即10~2000ppm;也即本發明適用於在物料中含有微量甲醇時將甲醇脫除。當然，更為優選的是，MTBE裂解制異丁烯的物料先在本發明中的超聲波作用下脫除宏量甲醇，得到的產品再在本發明中的超聲波作用下脫除微量甲醇，使得異丁烯產品中的甲醇含量達到5ppm或以下。
[0010]在本發明中，進一步優選所述超聲波的頻率為20~80KHZ。
[0011]本發明所述超聲波可以連續作用於靜態混合器，但也可以是超聲波間斷作用於靜態混合器。在超聲波間斷作用時，優選所述超聲波作用的間隔時間小於等於物料在靜態混合器中的停留時間，更優選為物料在靜態混合器中的停留時間的1/10~1/2。另外，超聲波的每次作用時間可以為I~120分鐘，優選為5~30分鐘。
[0012]在本發明中，所述水洗過程中使用的總的水與含異丁烯的物料的重量比為0.1~25:1，水洗溫度為O~100°C，水洗壓力為O~15MPa ;優選總的水與含異丁烯的物料的重量比為0.2~5:1，水洗溫度為10~50°C，水洗壓力為O~3MPa。本發明中，在連續的水洗塔中含異丁烯的物料的進料空速LHSV為0.5~2011，優選為2~1h'
【具體實施方式】
[0013]以下僅為本發明的較佳實施例，不能以此限定本發明的範圍；即凡是依本發明申請範圍所作的變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。
[0014]下面結合具體的實例對本發明做進一步的說明。
[0015]實施例1
[0016]本實施例所用的水洗裝置為串聯的一個靜態混合器和一個水洗塔；靜態混合器是一個橫放的內設檔板的不鏽鋼壓力罐，容積為2L，水洗塔是不鏽鋼填料塔，底部和上部是放大部分，上部放大部分有可視窗，便於觀察油水界面，其內徑為33mm，填料為cp6*6mm的瓷環，填料高度為2m。將超聲波作用於靜態混合器中，控制超聲波頻率為35KHZ，功率為50KW，靜態混合器和水洗塔壓力均為0.6MPa，溫度為25°C。
[0017]需分離除去甲醇的物料為MTBE裂解後的物料，其組成為:異丁烯56.19wt%,甲醇32.81wt%, MTBE 為 10.19wt%, 二甲醚 0.37wt%,水 0.24wt%,其它為 0.20wt%,以下簡稱物料
A0
[0018]水的進料量為1.08KG/h,物料A的進料量為0.72KG/h，水與物料A以重量比1.5:
I的比例，分別由泵送入開啟了超聲波的靜態混合器中，再由計量泵以1.8KG/h的進料量送入水洗塔下部，這種洗水全部先進入靜態混合器再進入水洗塔的進水方式列為方式a。預混的物料在水洗塔中緩慢上升，在水洗塔頂部放大部分，物料流速明顯降低，油水分層，脫除了甲醇的油相由塔頂採出，吸收了甲醇的水相由塔釜採出。用氣相色譜分析油相組成，結果列於表1。
[0019]實施例2
[0020]用與實施例1相同的方法脫除異丁烯物料中的甲醇，不同的是超聲波是間斷作用的，每次作用時間為15分鐘，每次間歇時間為10分鐘；結果列於表1。
[0021]實施例3
[0022]用與實施例1相同的方法脫除異丁烯物料中的甲醇，不同的是洗水採用方式b進入該甲醇脫除系統，方式b是指洗水總量的1/3不經過靜態混合器直接從水洗塔頂部淋入，而洗水總量的2/3先經過靜態混合器與油相混合再從水洗塔底部進入。0.36KG/h的洗水、即1/3的洗水直接由水洗塔頂部進入水洗塔；而0.72KG/h的洗水、即2/3的洗水是首先進入靜態混合器，再從靜態混合器送入水洗塔下部；含異丁烯的物料A也是首先進入靜態混合器，再從靜態混合器送入水洗塔下部，其進料速度也是0.72KG/h ;即水洗塔下部的總進料速度為1.44KG/h，該系統中水與物料A的總重量比1.5:1 ;此外超聲波的功率為40KW ;結果列於表1。
[0023]實施例4
[0024]用與實施例3相同的方法脫除異丁烯物料中的甲醇，同樣洗水採用方式b進入系統，不同的是總水油比為1:1。0.3KG/h的洗水、即1/3的洗水直接由水洗塔頂部進入水洗塔；而0.6KG/h的洗水、即2/3的洗水是首先進入靜態混合器，再從靜態混合器送入水洗塔下部；含異丁烯的物料A也是首先進入靜態混合器，再從靜態混合器送入水洗塔下部，其進料速度為0.9KG/h ;即水洗塔下部的總進料速度為1.50KG/h。另外，超聲波的頻率為50KHZ，超聲波的功率為45KW。
[0025]對比例I
[0026]用與實施例1相同的方法脫除異丁烯中的甲醇，不同的是未開啟超聲波，結果列於表1。
[0027]對比例2
[0028]用與實施例3相同的方法脫除異丁烯中的甲醇，不同的是未開啟超聲波，結果列於表1。
[0029]實施例5
[0030]用與實施例3相同的方法脫除異丁烯物料中的甲醇，不同的是所用的含異丁烯物料是物料B，其組成為異丁烯99.59wt%,甲醇0.08wt%,MTBE為0.04wt%, 二甲醚0.17wt%,水
0.12wt% ;總水油比為0.3:1。0.072KG/h的洗水、即1/3的洗水直接由水洗塔頂部進入水洗塔；而0.144KG/h的洗水、即2/3的洗水是首先進入靜態混合器，再從靜態混合器送入水洗塔下部；含異丁烯的物料A也是首先進入靜態混合器，再從靜態混合器送入水洗塔下部，其進料速度為0.72KG/h ;即水洗塔下部的總進料速度為0.864KG/h。另外，超聲波的頻率為50KHZ，超聲波的功率為40KW。
[0031]對比例3
[0032]用與實施例5相同的方法脫除異丁烯中的甲醇，不同的是未開啟超聲波，且洗水採用方式a進入該甲醇脫除系統，結果列於表1。
[0033]對比例4
[0034]用與對比例3相同的方法脫除異丁烯中的甲醇，不同的是水與物料A重量比為
0.6:1，水的進料量為0.432KG/h，物料A的進料量為0.72KG/h，結果列於表1。
[0035]對比例5
[0036]用與實施例1相同的方法脫除異丁烯中的甲醇。不同的是超聲波不是作用於靜態混合器，而是作用於連接在靜態混合器後的水洗塔，且超聲波頻率為50KHZ，功率為100KW ；結果列於表1。
[0037]表1
[0038]
【權利要求】
1.一種含異丁烯的物料中甲醇的脫除方法，包括先將水與含異丁烯的物料在靜態混合器中混合，混合物再送入水洗塔中使得甲醇與油相物料分離，其中水與含異丁烯的物料在靜態混合器中的混合過程是在超聲波的存在下進行的，且所述超聲波的功率為0.01~100KW，頻率為 10 ~1000KHZ。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述含異丁烯的物料為MTBE裂解製得的。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述含異丁烯的物料中異丁烯的含量為10~80wt%，甲醇的含量為2~50wt%。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述含異丁烯的物料中異丁烯的含量為95~99.999wt%,甲醇的含量為0.001~0.2%。
5.根據權利要求1~4中任意一項所述的方法，其特徵在於，超聲波的頻率為20~80KHZ。
6.根據權利要求1~4中任意一項所述的方法，其特徵在於，所述超聲波是連續作用於靜態混合器。
7.根據權利要求1~4中任意一項所述的方法，其特徵在於，所述超聲波是間斷作用於靜態混合器。
8.根據權利要求7所述的方法，其特徵在於，所述超聲波作用的間隔時間小於等於物料在靜態混合器中的停留時間，優選為物料在靜態混合器中的停留時間的1/10~1/2。
9.根據權利要求1~8中任意一項所述的方法，水洗過程中使用的總的水與含異丁烯的物料的重量比為0.1~25:1，水洗溫度為O~100°C，水洗壓力為O~15MPa ;優選總的水與含異丁烯的物料的重量比為0.2~5:1，水洗溫度為10~50°C，水洗壓力為O~3MPa。
10.根據權利要求1~8中任意一項所述的方法，在連續的水洗塔中含異丁烯的物料的進料空速LHSV為0.5~20h-1，優選為2~1h'
【文檔編號】C07C11/09GK104177217SQ201310192422
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2013年5月22日 優先權日:2013年5月22日
【發明者】趙嵐, 閆巖, 王爭, 楊懷軍, 莊書紅 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司北京化工研究院