Статус документа

ИТС 30-2021 Переработка нефти

2.18 Установки производства оксигенатов

В качестве высокооктановых кислородсодержащих добавок к автомобильным бензинам получили распространения следующие эфиры: метил-трет-бутиловый (МТБЭ), этил-трет-бутиловый и трет-амил-метиловый эфиры (ТАМЭ). Эти эфиры в промышленности получают по реакции этерификации олефинов с соответствующими спиртами. Технология производства этих эфиров разработана и внедрена рядом зарубежных компаний (Philips Petroleum, ARCO Chemical Technology, CD TECH, UOP, Saipem). В Российской Федерации основное распространение получила технология, разработанная ОАО НИИ "Ярсинтез" по которой производятся МТБЭ и ТАМЭ. Производство ЭТБЭ в настоящее время в России не существует. Основные физико-химические характеристики эфиров, используемых в качестве высокооктановых присадок, представлены в таблице 2.55.

Таблица 2.55 - Основные физико-химические свойства МТБЭ, ЭТБЭ и ТАМЭ


Параметр	Значение
	МТБЭ	ЭТБЭ	ТАМЭ
Химическая формула
Структурная формула
Молярная масса, г/моль	88,15	102,18	102,18
Плотность при 20°С, г/см	0,74	0,7364	0,764
Температура, °С
Кипения	55,2	69-71	86,3
Замерзания	-108,6	-94	-80
Октановое число, определенное исследовательским методом	115-135	115-120	98-112
Октановое число, определенное моторным методом	100-101	98-102	94-100
Давление насыщенных паров при 20°С, кПа	27,1	29,8	9
Теплота сгорания, МДж/кг	35,1	-	37

Процесс производства МТБЭ основан на реакции взаимодействия изобутилена и метанола. Реакция протекает в мягких условиях (температура 50-80°С, давление 4-12 атм) в присутствии катализатора. Принципиальная технологическая схема получения МТБЭ по технологии разработанной ОАО НИИ "Ярсинтез" представлена на рисунке 2.77 и в таблице 2.56. В качестве сырья используют углеводородную фракцию с содержанием изобутилена до 60% масс. и метанол высшего сорта.

Таблица 2.56 - Описание технологического процесса получения оксигенатов


N этапа	Входной поток	Этап процесса	Выходной поток	Основное технологическое оборудование
1	Углеводородная фракция	Частичное каталитическое	Непрореагировавшие исходные	Полый цилиндрический реактор испарительно-
	Спирт	превращение исходного сырья	компоненты и эфир	адиабатического типа
2	Непрореагировавшие	Каталитическая	Товарный эфир	Реакционно-
	исходные компоненты и эфир	ректификация	Смесь бутан-бутиленовой фракции и спирта	ректификационный аппарат
3	Смесь бутан-бутиленовой	Разделение фракции и	Углеводородная фракция	Колонна отмывки бутан-бутиленовой
	фракции и спирта, фузельная вода	спирта	Водный раствор спирта	фракции от спирта
4	Водный раствор	Ректификация	Спирт	Ректификационная
	спирта	спирта	Фузельная вода	колонна

Исходные компоненты предварительно смешиваются в заданном соотношении и поступают в реактор испарительно-адиабатического типа Р-1, в котором происходит синтез основного количества эфира. Так как реакция в заимодействия изобутилена с метанол* является экзотермической, то снятие тепла в реакторе осуществляется за счет испарения части реакционной массы, этот процесс контролируется давлением в реакторе. Реактор Р-1 представляет собой полый цилиндрический аппарат, заполненный катализатором. Температура на входе в реактор составляет 30-45°С, а на выходе 70-80°С. Реакционная масса выводиться с верха реактора Р-1 двумя потоками: в паровой и жидкой фазе, которые направляются в реакционно-ректификационный аппарат К-3, имеющий три зоны:

________________

* Текст документа соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.

- верхнюю ректификационную зону (для отделения непрореагировавших углеводородов от метанола и эфиров);

- среднюю реакционно-ректификационную зону, заполненную катализатором (для синтеза эфиров и их вывода из зоны реакции);

- нижнюю ректификационную зону (для отделения МТБЭ от углеводородов и метанола).

Использование процесса каталитической ректификации позволяет обеспечить практически полную конверсию сырья за счет исключения термодинамических ограничений путем непрерывного вывода целевого продукта из зоны реакции, проводить процесс при более низком давлении и более эффективно использовать тепло реакции для проведения процессов ректификации непосредственно в реакторе, снижая энергоемкость процесса, упростить аппаратное оформление и значительно сократить металлоемкость процесса.