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甲基叔丁基醚的分离回收技术研究

甲基叔丁基醚是--种广泛应用于化工和石油行业的物质。在分析甲基叔丁基醚常用分离回收方式的基础.上,以苏州市某精细化工企业为例,对冷凝法回收甲基叔丁基醚的技术进行研究,通过技术改造提高甲基叔丁基醚的综合利用率。该方法在提高经济效益的同时减少资源浪费,缓解环境压力。
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存在问题
公司的生产主要分为3步:第一步进行消除反应,冷却到40C再进行压滤;第二步是粗品蒸馏,在粗品车间,在85C以下进行常压蒸馏溶剂甲基叔丁基醚,然后再在一定温度及压力下蒸馏出粗品;第三步就需要根据客户对产品浓度的要求,进行精馏。粗品车间甲基叔丁基醚使用量较大,作为溶剂,不参与反应。在蒸馏釜安装冷凝器回收后,仍有大量醚类排放,甲基叔丁基醚是-种无色透明、粘度低的可挥发性液体,具有特殊气味的有机醚类。甲基叔丁基醚可以和汽油调和,提高汽油的辛烷值。它的含氧量相对较高,能有效降低尾气中的C0的含量,还可广泛应用于生物技术。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。然而近几年的研究发现。甲基叔丁基醚具有毒性,会污染地下水源。甲基叔丁基醚蒸气或雾对眼睛、粘膜和上呼吸道有刺激作用,可引起化学性肺炎,对皮肤有刺激性。大量醚类的无组织排放会对安全生产工作带来较大的隐患。
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甲基叔丁基醚的常用分离和回收方式
一般有3种方式,分别是分馏塔分离法、催化蒸馏塔分离法和冷凝回收技术法。
2.1 分馏塔分离法
在固定床反应技术下,此生产工艺采用外循环取热的方式控制,反应器外用冷却水移走反应热,采用一个或多个分馏塔分离甲基叔丁基醚和甲醇以及剩余的C4馏分。在生产中,因原料和对产品的要求不同,流程。上常采用一反三塔、两反三塔等方式。
2.2催化蒸馏塔分离法
催化蒸馏塔分离技术是指在进行甲基叔丁基醚合成反应的同时进行反应产物的分离,两个过程同时进行。使反应达到完全。从微观上讲,在催化蒸馏塔某个反应单元中,由于反应物中的甲基叔丁基醚浓度被分离移出该反应单元,反应物中甲基叔丁基醚浓度降低.克服了平衡
的限制,因此增强了反应向正方向进行的推动力.使反应向誊生成反应物甲基叔丁基醚的方向不断进行,从而使异丁烯达到高转化率。
2.3冷凝回收技术法
由于甲基叔丁基醚具有较好的化学稳定性、抗氧化。在作为反应溶剂、萃取剂和色谱液等方面也具有多种用途。比如在苯酚的烷基化、甲基叔丁基醚碳基化、甲酯的制备等甲基叔丁基醚都作为溶剂使用。冷凝法回收原理是利用制冷技术将反应中的热量置换出来,利用不同物质在不同温度下的蒸气分压差异,通过降温使需要回收的物质的蒸汽压到达过饱和状态,过饱和的蒸气逐步冷凝成液态的回收方式。比如在碳酸亚乙烯酯的制备过程中,甲基叔丁基醚作为溶剂并不参与反应,参与反应的物质有氯代碳酸乙烯酯和三乙胺,它们的沸点分别是1219C
~ 123C和89.59C.产物碳酸亚乙烯酯的沸点更高。
 
分馏塔分离法存在的问题主要是尽管反应器外部用水冷却,但仍会在床层出现热点,且难于消除,反应速率较低。催化蒸馏塔分离法利用反应放出来的热直接用来分馏.既减少了外部冷却设备,又控制了反应温度.防止了反应区热点超温现象,降低了能耗,减少了投资。冷凝
回收技术法主要应用在甲基叔丁基醚作为溶剂辅助生产的工艺中,该法通过控制蒸汽压和温度来实现甲基叔丁基醚的回收.装置简单,易于操作。
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项目技改
3.1 改造原理
粗品车间对甲基叔丁基醚的回收改造前仅采用循环水冷却方式,由于冷却水温度较高,对甲基叔丁基醚的冷却回收利用率不够高。因此,改造在冷凝器之后再连接- 20C冷肼,这样提高了对挥发醚类的冷却效果。甲基叔丁基醚先经过冷凝器冷却回收一次,再经过冷阱冷却收集一次。甲基叔丁基醚可被充分冷却下来,减少其直排入大气中的量。
3.2工艺改造
醚的回收发生在粗品车间,具体操作是在85C以下进行常压蒸馏溶剂甲基叔丁基醚。为了最大限度地减少醚类的无组织排放,回收资源,此次改造共增加了6台冷阱.接连在冷凝器之后。冷阱是回收生产过程中逃逸气体的有利设施。由较大换热面积的深度冷凝器和低温水机组构成的冷阱机组,可以大大提高原系统的冷凝回收效率。此次改造的冷阱具体设计参数为:①冷阱壁壁厚8 mm:②一共有10个挡板;③材质为304不锈钢;④挡板中通冷冻盐水:(⑤)总高度在3 500 mm左右。
3.3改造之后的经济效益与环境效益
二级冷凝系统经投用后。效果非常明显。将改造后5次的生产数据进行比较:5次的总投料量为7300 kg,冷凝器共回收5010kg.方案实施前甲基叔丁基醚平均回收率68.6%。冷阱回收1 465kg,二级冷凝系统共回收6475 kg,方案实施后回收率提高至88.7%。综合利用率
提高了约20.1%。
如果按年总使用量300 t计算的话,改造前新增用量约94.2 t, 改造后的新增用量约33.9t。相当于每年减少新增用量为94.2-33.9 =60.3 to按现在甲基叔丁基醚市场价9 500元/t的价格,每年可节省成本约57万元。改造之后甲基叔丁基醚的回收率提高了,有组织和无组织排放醚的量减少了,企业的环境治理成本降低了企业的形象提高了,环境风险降低了,同时还有职工的患病风险降低等一系列的环境效益。
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结论
本次改造整个工艺系统改动小、投资小效果明显。大大减少了粗品车间的醚类无组织排放,提高了粗品车间的操作安全系数。解决了生产过程中醚类对环境污染的问题,为员工创造安全生产工作环境的同时,取得了良好的经济效益和环境效益。

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