一種mtbe制備用反應(yīng)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于MTBE生產(chǎn)裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種MTBE制備用反應(yīng)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] MTBE (methyl tert-butyl ether，甲基叔丁基釀，分子式為C4H90CH3)是一種高辛 烷值汽油組分，是優(yōu)良的汽油高辛烷值添加劑和抗暴劑。現(xiàn)有的MTBE的制備方法是用含 有異丁烯的混合碳四與甲醇在酸性樹脂催化劑地催化下發(fā)生醚化反應(yīng)后，經(jīng)精制提純而制 得，該醚化反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)，反應(yīng)過程中熱量的積累會使反應(yīng)裝置內(nèi)溫度升高，溫度升高 會導(dǎo)致反應(yīng)過程中副產(chǎn)物增多，并可使酸性樹脂催化劑失去活性，從而影響了生產(chǎn)的正常 進行。
[0003] 當(dāng)混合碳四中異丁烯的含量低于25%時，反應(yīng)裝置內(nèi)介質(zhì)的流動可把反應(yīng)熱帶 走，從而維持正常的反應(yīng)溫度，而現(xiàn)在隨著混合碳四原料來源的多樣性，混合碳四中異丁烯 的含量可高達(dá)80 %，這種情況下僅依靠反應(yīng)裝置內(nèi)介質(zhì)的流動帶走的反應(yīng)熱有限，反應(yīng)裝 置內(nèi)的溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于反應(yīng)的溫度，從而達(dá)不到生產(chǎn)的要求，降低了反應(yīng)效率。 【實用新型內(nèi)容】
[0004] 本實用新型所要解決的技術(shù)問題是：針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種可降低 反應(yīng)裝置內(nèi)的溫度，提高反應(yīng)效率的MTBE制備用反應(yīng)裝置。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案是：
[0006] -種MTBE制備用反應(yīng)裝置，包括筒體，所述筒體的上部設(shè)有進料口，所述筒體內(nèi) 設(shè)有至少兩段催化劑床層，所述筒體位于所述相鄰兩段催化劑床層之間的位置設(shè)有返料 口，所述筒體的底部設(shè)有第一出料口和第二出料口，所述進料口、返料口、第一出料口和第 二出料口均設(shè)有控制閥，所述第一出料口依次連通有循環(huán)泵和冷卻器，所述冷卻器設(shè)有冷 卻水進口、冷卻水出口、反應(yīng)物進口和反應(yīng)物出口，所述反應(yīng)物進口與所述第一出料口連 通，所述反應(yīng)物出口通過第一返料管與所述進料口連通，所述反應(yīng)物出口通過第二返料管 與所述返料口連通。
[0007] 作為一種改進，所述返料口處設(shè)有返料泵，所述筒體內(nèi)位于所述相鄰兩段催化劑 床層之間的位置縱向設(shè)有均布管，所述均布管與所述返料口連通，所述均布管上設(shè)有多個 噴孔。
[0008] 作為一種改進，所述催化劑床層內(nèi)設(shè)有通料管，所述通料管的入口與所述返料口 連通，所述通料管的出口伸出所述催化劑床層的底端。
[0009] 優(yōu)選的，所述通料管為螺旋形通料管。
[0010] 作為進一步地改進，所述筒體內(nèi)設(shè)有液體分布器，所述液體分布器位于所述最上 層催化劑床層的上方，所述液體分布器與所述進料口連通。
[0011] 作為進一步地改進，所述筒體內(nèi)設(shè)有溫度傳感器，所述筒體的外壁設(shè)有與所述溫 度傳感器電連接的溫度顯示器。
[0012] 由于采用了上述技術(shù)方案，本實用新型的有益效果是：
[0013] 本實用新型提供的一種MTBE制備用反應(yīng)裝置，筒體設(shè)有兩個出料口，其中第一出 料口連通有冷卻器，筒體內(nèi)反應(yīng)生成的反應(yīng)物經(jīng)冷卻器冷卻后分別通過進料口和返料口再 返回筒體內(nèi)，返回筒體內(nèi)的反應(yīng)物可大大降低筒體內(nèi)的溫度，使筒體內(nèi)的溫度達(dá)到反應(yīng)所 需的溫度，避免溫度過高而影響反應(yīng)的正常進行，可提高反應(yīng)效率，減少副反應(yīng)，可提高目 標(biāo)產(chǎn)物的收率。
[0014] 相鄰兩段催化劑床層之間的位置均設(shè)有返料口，返料口連通有均布管，均布管可 將降溫后的反應(yīng)物均勻地噴灑在催化劑床層上，增大了降溫后的反應(yīng)物與催化劑床層的接 觸面積，從而可有效降低催化劑床層的溫度，進一步避免反應(yīng)溫度過高。
[0015] 筒體內(nèi)設(shè)有液體分布器，液體分布器與進料口連通，液體分布器可增大原料與催 化劑床層的接觸面積，使反應(yīng)充分進行，還可以增大降溫后的反應(yīng)物與催化劑床層的接觸 面積，有效降低反應(yīng)溫度。
[0016] 催化劑床層內(nèi)設(shè)有的通料管可進一步降低催化劑床層的溫度，從而保證反應(yīng)的順 利進行。
[0017] 溫度顯示器可方便生產(chǎn)人員實時監(jiān)控筒體內(nèi)的反應(yīng)溫度，根據(jù)筒體內(nèi)的溫度打開 或關(guān)閉返料口處的控制閥，從而保證筒體內(nèi)的溫度維持在反應(yīng)所需的溫度范圍內(nèi)。
[0018] 反應(yīng)完成后的反應(yīng)液經(jīng)第二出料口進入下一生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行精制。
[0019] 本實用新型提供的一種MTBE制備用反應(yīng)裝置，其結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，可有效降 低反應(yīng)溫度，減少副反應(yīng)的發(fā)生，提高反應(yīng)效率和目標(biāo)產(chǎn)物的收率，保證了生產(chǎn)的順利進 行。
【附圖說明】
[0020] 圖1是實施例一提供的一種MTBE制備用反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖2是圖1中筒體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖3是實施例二提供的筒體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023] 其中：1-筒體，2-冷卻器，3-催化劑床層，4-液體分布器，5-控制閥，6-返料泵， 7-均布管，8-循環(huán)泵，9-第一返料管，10-第二返料管，11-進料口，12-第一出料口，13-第 二出料口，14-返料口，15-溫度傳感器，16-溫度顯示器，21-冷卻水進口，22-冷卻水出口， 23-反應(yīng)物進口，24-反應(yīng)物出口，31-通料管，71-噴孔。
【具體實施方式】
[0024] 為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施 例，對本實用新型進行進一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋 本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0025] 實施例一
[0026] 圖1示出了本實施例提供的一種MTBE制備用反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，為了便于說 明，本圖僅提供與本實用新型有關(guān)的結(jié)構(gòu)部分。
[0027] 如圖1所示，一種MTBE制備用反應(yīng)裝置，包括筒體1和冷卻器2,筒體1的上部設(shè) 有進料口 11，筒體1的底部設(shè)有第一出料口 12和第二出料口 13,如圖2所示，筒體1內(nèi)設(shè) 有至少兩段催化劑床層3 (圖中示出了三段催化劑床層），筒體1內(nèi)設(shè)有液體分布器4，液體 分布器4位于最上層催化劑床層的上方，液體分布器4與進料口 11連通。
[0028] 如圖1所示，筒體1還設(shè)有多個返料口 14,返料口 14設(shè)于相鄰兩段催化劑床層之 間，進料口 11、返料口 14、第一出料口 12和第二出料口 13均設(shè)有控制閥5,返料口 14處設(shè) 有返料泵6,如圖2所示，筒體1內(nèi)位于相鄰兩段催化劑床層之間的位置縱向設(shè)有均布管7， 均布管7與返料口 14連通，均布管7上設(shè)有多個噴孔71。
[0029] 如圖1所示，冷卻器2設(shè)有冷卻水進口 21、冷卻水出口 22、反應(yīng)物進口 23和反應(yīng) 物出口 24,第一出料口 12依次連通有循環(huán)泵8和反應(yīng)物進口 23,反應(yīng)物出口 24通過第一 返料管9與進料口 11連通，反應(yīng)物出口 24通過第二返料管10與多個返料口 14連通。
[0030] 如圖1和圖2所示，筒體1內(nèi)設(shè)有溫度傳感器15,筒體1的外壁設(shè)有溫度顯示器 16,溫度顯示器16與溫度傳感器15電連接。
[0031] 實施例二
[0032] 圖3示出了本實施例提供的一種MTBE制備用反應(yīng)裝置中筒體的結(jié)構(gòu)示意圖，為了 便于說明，本圖僅提供與本實用新型有關(guān)的結(jié)構(gòu)部分。
[0033] 本實施例中MTBE制備用反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)與實施例一中的結(jié)構(gòu)基本相同，其不同 之處在于：如圖3所示，催化劑床層3內(nèi)設(shè)有通料管31，通料管31的入口與返料口 14連 通，通料管31的出口伸出催化劑床層的底端，通料管優(yōu)選為螺旋形，也可為波浪形等其他 形狀。
[0034] 本實用新型提供的一種MTBE制備用反應(yīng)裝置投入使用后的實驗例如下：
[0035] 實驗例一
[0036] 將含有40 %異丁烯的混合碳四與甲醇置于該MTBE制備用反應(yīng)裝置中，控制反應(yīng) 溫度為47~55°C，采樣化驗反應(yīng)物的成分，具體數(shù)據(jù)見表1。
[0037] 實驗例二
[0038] 將含有65 %異丁烯的混合碳四與甲醇置于該MTBE制備用反應(yīng)裝置中，控制反應(yīng) 溫度為47~55°C，采樣化驗反應(yīng)物的成分，具體數(shù)據(jù)見表1。
[0039] 對比例一
[0040] 將含有40 %異丁烯的混合碳四與甲醇置于普通反應(yīng)容器中，反應(yīng)容器內(nèi)的溫度可 達(dá)85°C，采樣化驗反應(yīng)物的成分，具體數(shù)據(jù)見表1。
[0041] 對比例二
[0042] 將含有65 %異丁烯的混合碳四與甲醇置于普通反應(yīng)容器中，反應(yīng)容器內(nèi)的溫度可 達(dá)103°C，采樣化驗反應(yīng)物的成分，具體數(shù)據(jù)見表1。
[0043] 表1反應(yīng)物中各組分的百分含量
【主權(quán)項】
1. 一種MTBE制備用反應(yīng)裝置，包括筒體，所述筒體的上部設(shè)有進料口，其特征在于：所 述筒體內(nèi)設(shè)有至少兩段催化劑床層，所述筒體位于所述相鄰兩段催化劑床層之間的位置均 設(shè)有返料口，所述筒體的底部設(shè)有第一出料口和第二出料口，所述進料口、返料口、第一出 料口和第二出料口均設(shè)有控制閥，所述第一出料口依次連通有循環(huán)泵和冷卻器，所述冷卻 器設(shè)有冷卻水進口、冷卻水出口、反應(yīng)物進口和反應(yīng)物出口，所述反應(yīng)物進口與所述第一出 料口連通，所述反應(yīng)物出口通過第一返料管與所述進料口連通，所述反應(yīng)物出口通過第二 返料管與所述返料口連通。
2. 如權(quán)利要求1所述的MTBE制備用反應(yīng)裝置，其特征在于：所述返料口處設(shè)有返料 泵，所述筒體內(nèi)位于所述相鄰兩段催化劑床層之間的位置縱向設(shè)有均布管，所述均布管與 所述返料口連通，所述均布管上設(shè)有多個噴孔。
3. 如權(quán)利要求1所述的MTBE制備用反應(yīng)裝置，其特征在于：所述催化劑床層內(nèi)設(shè)有通 料管，所述通料管的入口與所述返料口連通，所述通料管的出口伸出所述催化劑床層的底 端。
4. 如權(quán)利要求3所述的MTBE制備用反應(yīng)裝置，其特征在于：所述通料管為螺旋形通料 管。
5. 如權(quán)利要求1-4任一項所述的MTBE制備用反應(yīng)裝置，其特征在于：所述筒體內(nèi)設(shè)有 液體分布器，所述液體分布器位于所述最上層催化劑床層的上方，所述液體分布器與所述 進料口連通。
6. 如權(quán)利要求1-4任一項所述的MTBE制備用反應(yīng)裝置，其特征在于：所述筒體內(nèi)設(shè)有 溫度傳感器，所述筒體的外壁設(shè)有與所述溫度傳感器電連接的溫度顯示器。
【專利摘要】本實用新型屬于MTBE生產(chǎn)裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種MTBE制備用反應(yīng)裝置，包括筒體，所述筒體的上部設(shè)有進料口，所述筒體內(nèi)設(shè)有至少兩段催化劑床層，所述筒體設(shè)有返料口，所述筒體的底部設(shè)有第一出料口和第二出料口，所述進料口、返料口、第一出料口和第二出料口均設(shè)有控制閥，所述第一出料口依次連通有循環(huán)泵和冷卻器，所述冷卻器通過第一返料管與所述進料口連通，所述冷卻器通過第二返料管與所述返料口連通。該MTBE制備用反應(yīng)裝置，其結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，可有效降低反應(yīng)溫度，減少副反應(yīng)的發(fā)生，提高反應(yīng)效率和目標(biāo)產(chǎn)物的收率，保證了生產(chǎn)的順利進行。
【IPC分類】C07C43-04, C07C41-06, B01J8-04
【公開號】CN204380648
【申請?zhí)枴緾N201520009801
【發(fā)明人】張國華, 林廣仁, 姬珂, 李源明, 王記偉, 吳明明
【申請人】山東成泰化工有限公司
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年1月7日