醚後碳四

定義

C4中的異丁烯與甲醇發生醚化反應生成MTBE(甲基叔丁基醚)。產品MTBE用於生產高純度異丁烯,或作為高標號汽油生產中提高辛烷值的添加劑,醚化反應中過剩的甲醇被回收使用。醚化反應後的混合C4被稱為醚後C4,其主要組分為異丁烷、正丁烷、正丁烯、順-2-丁烯、反-2-丁烯及少量丁二烯。醚後碳四可以當做民用液化氣,但是其價格較普通民用氣來講會一些,而且純燃燒使用效果並不如民用氣。
隨著無鉛汽油的推廣和套用,作為汽油優質調和組分的甲基叔丁基醚(MTBE)的需求量日益增加,為有效的利用C4餾份中的異丁烯生產高純度的MTBE產品。
醚後碳四就是醚化反應掉異丁烯剩餘的碳四,主要是丁烯-1、丁烷、順反丁烯-2等,和抽余碳四比就是少了異丁烯。

套用

醚後C4作為煉油廠烷基化裝置的生產原料,生產高辛烷值汽油組分——烷基化油。
在MTBE合成裝置中,原料C4和甲醇進入反應器,在大孔強酸性陽離子樹脂催化劑的作用下,C4中的異丁烯與甲醇發生醚化反應,生成MTBE。反應後的物料包括過剩甲醇、醚後C4、產品MTBE、副產物二甲醚、C4、MSBE(甲基仲丁基醚)、叔丁醇等,被送往共沸蒸餾塔分離。在共沸蒸餾塔底部流出純度為98%以上的MTBE粗產品。粗MTBE送入MTBE精餾塔進一步分離,可得到高純度的MTBE精產品。在共沸蒸餾塔內甲醇與醚後C4形成的共沸物從塔頂排出並送往甲醇萃取塔。在甲醇萃取塔中,以水為萃取劑,將醚後C4中的甲醇萃取,將形成的甲醇水溶液送進甲醇回收塔進行甲醇回收。甲醇回收塔底的水返回甲醇萃取塔,作為萃取水循環使用。而醚後C4則從甲醇萃取塔頂采出,並送往煉油廠,作為烷基化裝置的生產原料。

醚後碳四生產混合芳烴
混合芳烴(BTX)廣泛用於合成纖維、合成樹脂、合成橡膠以及各種精細化學品,是最基礎的化工原料。據預測,在2005-2010年間,全球苯、甲苯和二甲苯的平均需求增長率將分別達到4.4%、3-4%和5.4%,而同期中國對苯、甲苯和二甲苯的需求增長率將高達16%、8.2%和19.1%。由於芳烴下游產品發展迅速,國內外市場對於芳烴的需求持續增長,我國已經是‘三苯’的淨進口國。今後我國每年的芳烴缺口為苯200萬噸,甲苯100萬噸,二甲苯230-300萬噸。

BTX主要來源於蒸汽裂解制乙烯工藝和貴金屬鉑重整工藝,此二工藝均需用石腦油(石油的輕餾分)為原料;按照現有生產模式,增產芳烴需要相應地增加原油處理量。我國原油消費量已達3.8億多噸,其中一半靠進口解決。如果繼續按原有技術路線增產芳烴產品來滿足不斷增長的市場需求,就意味著我國對進口石油的依賴度越來越大。這對國家能源安全是一個重大挑戰。因此,積極開發新技術以拓展芳烴的生產原料來源,對於支撐我國的國民經濟持續發展和保障我國的能源安全都具有積極意義。

我國煉化企業副產的大量醚後碳四、裂解碳五、重整拔頭油和芳烴抽余油等低碳烴資源尚未得到合理利用。我國巨大的醚後碳四資源還主要是作為民用燃料燒掉。由於我國石油資源緊缺、大量依賴進口,進口原油價格居高不下,因此低碳烴資源有效利用率低已經嚴重影響了相關行業的總體經濟效益。我國西部大開發戰略和‘西氣東輸’工程的順利實施,以及從煤出發合成二甲醚(用作管道煤氣、汽柴油代用品)技術的大規模使用,表明醚後碳四終將被管道天然氣等廉價燃料逐漸擠出民用燃料市場。因此,在我國利用液化氣等低碳烴資源增產芳烴蘊藏著重大機遇。

用液化氣等低碳烴生產三苯的優勢在於:(1)不與鉑重整、乙烯裝置和催化裂化裝置爭石油原料,相反還能為乙烯裝置提供優質裂解料(乙烷、丙烷和丁烷),與煉化企業相容性好。(2)由於液化氣等低碳烴資源價格相對便宜,而BTX的附加值高,因此將液化氣轉化為BTX,能夠有效地改善我國煉化企業的經濟效益。(3)BTX產品的市場需求量大,能夠大量消化液化氣等低碳烴副產品。因此本技術有可能成為煉化企業解決液化氣等副產品壓庫問題的有力手段。(4)液化氣制BTX技術採用沸石分子篩催化劑,此類催化劑無腐蝕無污染,可以反覆再生使用,除了催化劑燒炭再生過程中排放含CO2的煙道氣之外,沒有其它三廢排放,對環境友好。特別是具有較強的抗硫、抗氮能力,能省略液化氣原料預精製步驟,從而簡化工藝,降低投資。另外,本工藝採用的固定床反應器在常壓下操作,技術成熟,投資少,安全性高。(5)國內醚後碳四總量在1600萬噸/年,如果利用一半來生產BTX,將可減少進口原油近1000萬噸,不僅很好地利用了碳四資源,相應減少進口原油量,具有良好的經濟效益和社會效益。

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