MTBE脱硫装置培训教材

MTBE脱硫装置培训教材

前言

20世纪70年代，MTBE作为提高汽油辛烷值的汽油调和组分开始被人们注意。MTBE的基础辛烷值RON（研究法辛烷值）：117，MON（马达法辛烷值）：101，是优良的汽油高辛烷值添加剂和抗爆剂。MTBE与汽油可以任意比例互溶而不发生分层现象，与汽油组分调和时，有良好的调和效应，调和辛烷值高于其净辛烷值。MTBE化学性质稳定，含氧量相对较高，能够显著改善汽车尾气排放，降低尾气中一氧化碳的含量。而且燃烧效率高，可以抑制臭氧的生成。它可以替代四乙基铅作为抗爆剂，生产无铅汽油。如今约有95%的MTBE用作辛烷值提高剂和汽油中含氧剂。

MTBE，又名甲基叔丁基醚，是一种无色透明、粘度低的可挥发性液体，具有特殊气味，含氧量为18.2%的有机醚类。它的蒸汽比空气重，可沿地面扩散，与强氧化剂共存时可燃烧。MTBE的纯度约为97%~99.5%，分子式为：CH3OC(CH3)3。

物理性质：MTBE摩尔质量：88.15 g/mol，密度 (kg/m3,20℃)：740，熔点：-109℃，沸点：55.2℃，闪点：-10℃，着火点 (°C)：480，空气中爆炸极限(%V)：下限1.6；上限15.1，临界温度 （°C）：223.9，比热容 （°C）：2.135，蒸发热 (J/(g·k））：30.10，燃烧热 (MJ/kg）：38.21，雷德蒸汽压 (bar）：0.55，临界压力 (MPa）：3.37，水在MTBE

中的溶解度 （20℃，g/100g）：1.5， MTBE在水中的溶解度 （20℃，g/100g）：4.3。

化学性质：（1）化学安定性：由于MTBE特殊的化学结构，使其具有良好的化学安定性，有资料报到，经过4年的存储，MTBE过氧化物的生成仍为零。实验证明，MTBE的掺入有利于汽油存储安定性的改膳。MTBE的掺入，使汽油中水的溶解性有所增加，但为非线性增加。（2）MTBE对汽油抗爆性的影响：MTBE具有良好的抗爆性，马达法（MON）辛烷值101，研究法（RON）辛烷值117。它的掺入对烷基化汽油有十分显著的正调和效应。在催化和催化重整汽油中，MTBE的调和抗爆指数分别为112和113，高于MTBE的净抗爆值109。（3）对汽油感铅性没有干扰：MTBE的使用，对汽油感铅性没有干扰，MTBE无铅汽油经济指标与同标号的含铅汽油相当。（4）降低污染：含MTBE的汽油有助于降低汽车排放废气中污染物的含量。一般CO排放量减少29%~33%，烃排放量减少16.7%~18.2%。（5）发热量：由于MTBE分子中含有一个氧原子，所以发热量较烃类燃料低，加入到汽车后，热值变化呈直线关系。但由于MTBE的加入使燃料的理论空燃比减少，在同样燃烧下，加有MTBE的燃料实际消耗低于理论计算值。

生产MTBE所用原料为С4组分中的异丁烯和甲醇反应制得，碳四的主要有三种来源：一是炼油厂的催化裂化装置所产石油液化气中的С4；二是轻油裂解制乙烯的副产С4。三是正丁烷异构成异丁烷后脱氢制得的异丁烯С4（作为了解）。

CH3OH+(CH3)2C=CH2

MTBE中的硫组分及其介绍： (CH3)3COCH3（MTBE）

MTBE所含有的硫成分分别为：硫化氢、硫醇硫、噻吩硫及硫醚类，而MTBE所含硫醚及噻吩硫类占大多数，硫醚及噻吩硫类其沸点多高于MTBE沸点，所以在精馏过程中可将沸点高的硫醚及噻吩硫脱除掉；脱除大分子硫的MTBE然后经过反应器后，经脱硫化氢催化剂和脱硫醇硫催化剂将剩余的硫化氢和硫醇硫脱除掉，从而将MTBE中的硫含量降低下来。

基础知识学习

（1）回流：指在精馏操作中，从精馏塔顶部引出的上升蒸气经冷凝器冷凝后，一部分液体作为馏出液(塔顶产品)送出塔外，另一部分液体送回塔内，后者称为回流。

（2）蒸馏：蒸馏是一种热力学的分离工艺，它利用混合液体或液-固体系中各组分沸点不同，使低沸点组分蒸发，再冷凝以分离整个组分的单元操作过程，是蒸发和冷凝两种单元操作的联合。

（3） 精馏：精馏是一种利用回流使液体混合物得到高纯度分离的蒸

馏方法。

（4） 回流比：精馏操作中，由精馏塔塔顶返回塔内的回流液流量L

与塔顶产品流量D的比值，即R=L/D。回流比的大小，对精馏过程的分离效果和经济性有着重要的影响。因此，在精馏设计时，回流比是一个需认真选定的参数。从双组分精馏的图解法

计算(见精馏)可知：增大回流比可减少分离所需的理论板数。但回流比的增大，必要求塔釜产生的蒸气量相应增加。回流比增大的上限是全回流即进入冷凝器的蒸气在冷凝后全部返回塔中。在全回流条件下，分离所需的理论板数最少。当回流比减小至某一数值时，理论上为达到指定分离要求所需板数趋于无穷大，这是回流比的下限，称为最小回流比。

（5） 精馏段和提留段的区分：两者是相对精馏塔定义的，精馏塔的进

料段以上塔盘完成上升油气中重组分的精馏分离，称之为精馏段；进料段以下塔盘利用塔底热源将轻组分提馏出去，完成重组分的提浓，称之为提馏段。

（6） 雾沫夹带：是指在操作过程中随着塔压的提高，物料被带到上

一块塔板。如雾沫夹带量百分之十时塔顶重组分浓度升高，塔压变大。雾沫夹带指塔板上的液体以雾滴形态被气流夹带到上一塔板的现象，塔板上的雾沫夹带会造成液相在板间的返混，将减小传质推动力而降低板效率，严重时还会造成液泛。

（7） 液泛（淹塔）：在逆流接触的气-液反应器或传质分离设备中，

气体从下往上流动。当气体的流速增大至某一数值，液体被气体阻拦不能向下流动，愈积愈多，最后从塔顶溢出，称为液泛。 产生液泛时的气体速度或连续相速度称为液泛速度；这种操作状态称为液泛点。

结构和作用：

MTBE的脱硫为常压精馏，主要设备为精馏塔、脱硫化氢和脱硫

醇硫反应器。

（1）T-2101精馏塔，塔内有52层塔盘构成，塔盘的25层处和28层处在塔外连接有两个进料口，进料口以上为精馏段，进料口以下为提馏段，进料口以上的精馏段保证MTBE中基本不含硫成分，进料口以下的提馏段保证塔底的成分全部为硫化物及各种硫成分，不含有MTBE成分。

（2）R-2101、R-2102脱H2S和脱硫醇硫反应器，反应器内中部为隔栅，将催化剂分两端装填；MTBE自精馏塔外送后先经R-2101反应器，脱H2S催化剂将其中的H2S成分吸附掉，在R-2101反应器内送出后再进入R-2102反应器，脱硫醇硫催化剂将其中的硫醇硫成分吸附掉。